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Ciclo di Vita di Prodotti, Processi e Attività Prof. Attilio Citterio Dipartimento CMIC “Giulio Natta” http://iscamap.chem.polimi.it/citterio/education/course-topics/
Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Course 096125 (095857)
Introduction to Green and Sustainable Chemistry
Attilio Citterio
Valutazione del Ciclo di Vita
”Dalla nascita alla morte”
Impatti su: • Salute umana • Ecosistemi • Risorse
Attilio Citterio
Ciclo di Vita di Imprese
IIZIO CRESCITA MATURO DECADIMENTO FASI
Sfor
zo
Tempo Life cycle
Ritiro dal mercato
Fine Brevetto
Ie Vendite
1 - 30 anni 1 - 10 anni
INVENZIONE
Sviluppo decisione
Flus
so M
onet
ario
• Massimizzare il valore del prodotto
• Minimizzare il tempo al mercato
Miglioramento Tecnologia
SCIENZA TECNOLOGIA & COMMERCIO
COMMERCIO & FINANZIA
LEGALE Competenze d’affari
Attilio Citterio
Dinamica di Attività Industriali
SFO
RZO
Tempo Life cycle
INIZIO CRESCITA MATURA DECADIMENTO
SCIENZA TECNOLOGIA & COMMERCIO
COMMERCIO & FINANZIA
LEGALE
FASI
Competenze d’affari
R
5% Costi
Attività
10 -15 %
Sviluppo Produzione
15 -20 %
M & F
60 %
Entità Un SME Multinazionali
Attilio Citterio
Valutazione del Ciclo di Vita
ESTRAZIONE MATERIE PRIME PRODUZIONEG CONFEZIONAMENTO
E TRASPORTO USO E
GESTIONE RICICLO E
SMALTIMENTO
USO RISORSE IMPATTO AMBIENTALE GENERAZIONE SCARTI
Rinnovabile e Non rinnovabile Riscaldamento
globale
Acidificazione
Eutrofizzazione
Riduzione Strato di Ozono
Formazione Smog
Deterioramento Abiotico
Scarti e riciclabili
Attilio Citterio
Ciclo di Vita dei Prodotti Chimici
Riciclo (dei Composti Chimici o Prodotti)
Esposizioni Ambientali
Inquinamento di Aria, Acqua e/o Suolo da Rilasci e/o Discariche
Estrazione di Materie Prime
Produzione Chimica,
Lavorazione o Raffinazione
Produzione e Uso di
Prodotti Chimici Derivati a valle
Produzione Prodotti
Uso e Riuso di Prodotti
Impoverimento di risorse
non-rinnovabili
Esposizione Occupazionale
Attilio Citterio
Produzione Industriale Chimica: Regioni Sviluppate* e Meno sviluppate**
*
**
Attilio Citterio
*Society of Environmental Toxicology and Chemistry Guidelines for Life Cycle Assessment ‘A Code of Practice’ August 1993
Valutazione del Ciclo di Vita (LCA)
La LCA è definita dalla “Society of Environmental Toxicology and Chemistry” (SETAC)* come "un procedimento obiettivo di valutazione dei carichi energetici ed ambientali associati all'intero ciclo di vita di un prodotto, processo o attività, effettuate tramite l'identificazione e la quantificazione dell'energia e dei materiali usati nonché dei rifiuti rilasciati nell'ambiente per valutarne l’impatto e per identificare e valutare le opportunità di miglioramento". E in base alla norma ISO 14040: LCA è una tecnica […] stila un inventario di rilevanti ingressi e uscite di un sistema prodotto; valutando i potenziali impatti per l’ambiente associati con tali ingressi e uscite; e interpretando i risultati dell’inventario e le fasi dell’impatto in relazione agli obiettivi dello studio.
Attilio Citterio
I Primi Anni
• I primi studi sugli aspetti del ciclo di vita dei prodotti e dei materiali datano al 1968-1972, e si focalizzarono su temi quali l’efficienza energetica, il consumo di materie prime e lo smaltimento dei rifiuti.
• Al 1969 risale, per es., uno studio sui contenitori per bibite e, in Europa, si sviluppò un approccio per la valutazione della LCA, noto come ‘Ecobalance’.
• Nel 1972, in UK, Boustead calcolò l’energia totale usata nella produzione di alcuni beni di consumo e consolidò la metodologia per renderla applicabile a vari materiali (Handbook of Industrial Energy Analysis, 1979).
• Inizialmente, si considerò a priorità più alta l’energia rispetto a reflui ed ai sottoprodotti. Perciò, si faceva poca distinzione tra sviluppo degli inventari (risorse che finiscono in prodotto) e l’analisi degli impatti totali associati. Ma, finita la crisi petrolifera, la questione energetica si fece meno pressante e, pur continuando l’interesse per l’LCA, non si ebbero più novità rilevanti.
• Solo alla metà degli anni 80 - inizi 90 si accentuò l’interesse per l’LCA in forma generale da parte di industrie e società di progettazione e commerciali. Molti studi senza una metodologia comune portarono a risultati contradditori.
Attilio Citterio
Rapida Crescita e Adolescenza
• "LCA è uno strumento relativamente giovane." Solo nel 1992 l’UN sancì che le metodologie di valutazione del ciclo di vita erano tra i supporti più promettenti per affrontare un ampio spettro di compiti di direzione ambientale.
• La più completa raccolta sull’LCA a tutt’oggi è il testo The LCA Sourcebook (1993). Questi studi circolanti tra una ristretta comunità scientifica in Europa e Nord America, passarono finalmente dal laboratorio al mondo reale.
• 1993, SETAC pubblica le “Guidelines for Life-Cycle Assessment: A ‘Code of Practice’
• Ancora oggi le competenze in materia di LCA sono limitate a livello mondiale, ma i paesi più sviluppati si sono organizzati con accademici, consulenti e società per affrontare i problemi ambientali più disparati.
• 1997-2000, ISO pubblica gli Standard 14040-43, definendo i diversi stadi dell’LCA.
• 1998-2001, ISO pubblica gli Standard e i Technical Reports 14047-49 • 2000, l’UNEP e il SETAC creano l’Iniziativa Ciclo di Vita • 2006 ISO pubblica gli Standard 14040 e 14044, che aggiornano e
sostituiscono i 14040-43
Attilio Citterio
Verso la Maturità
• Attualmente si è in una fase di sviluppo e consolidamento della metodologia. Il grado di confidenza acquisito indica un reale futuro sia per la realizzazione degli inventari che per l’acquisizione di una mentalità sul ciclo di vita.
• Alcuni però pensano che l’LCA sia ancora lontana dall’offrire analisi e soluzioni chiare a tutti. Le principali difficoltà sono connesse a: la complessità della maggior parte delle metodologie e dei processi; gli alti costi e le scale temporali lunghe, nonostante i progressi fatti; la necessità di esprimere giudizi di merito nel corso dell’analisi; la mancanza di standard internazionalmente accettati (tentativi sono il SPOLD LCA
e lo standard ISO); la continua invisibilità di gran parte del lavoro LCA alla comunità
• Le difficoltà stanno in parte nell’accessibilità delle conclusioni anche ai non esperti e nella trasparenza delle decisioni collegate da parte delle autorità.
• Alcune semplificazioni sono state introdotte allo scopo, in particolare una serie di software, ma rimane la difficoltà di acquisire dati iniziali affidabili.
Attilio Citterio
Applicazioni dell’LCA
• Le metodologie LCA sono state sviluppate originariamente per creare strumenti di supporto alle decisioni per differenziare prodotti, sistemi di prodotti, o servizi su basi ambientali (Il termine "prodotto" si usa spesso come sinonimo sia di prodotti, sistemi di prodotto e servizi).
• Nel corso dell’evoluzione dell’LCA, è emerso un certo numero di applicazioni correlate; le più significative sono: LCA può essere usata da parte di: industria e altri tipi di imprese
commerciali, governi a tutti i livelli, organizzazioni non-governative quali le organizzazioni dei consumatori e gruppi ambientali, e consumatori. Le motivazioni per l'uso variano tra i vari gruppi di utenti.
Uno studio LCA si può condurre per scopi operativi, come per valutare singoli prodotti, o per ragioni strategiche, come per valutare scenari di differenti politiche, strategie di gestione o concetti di progettazione.
LCA si può usare per applicazioni interne o esterne e per scopi commerciali, per orientare le politiche governative nelle aree dei marchi ambientali, opportunità di acquisti verdi e smaltimento di rifiuti.
Attilio Citterio
LCA: Organizzazioni Internazionali
LCA gioca un ruolo importante nella politica ambientale dei prodotti. Le seguenti organizzazioni internazionali hanno un ruolo rilevante nello sviluppo e applicazione dell’LCA:
• SETAC (Society of Environmental Toxicology and Chemistry), è il forum scientifico internazionale dell’LCA;
• ISO (International Organization of Standardization). ISO ha introdotto gli standard per l’LCA (serie ISO 14040-14044) e ha contribuito ad uniformare differenti scuole di questa metodologia. Come risultato, la credibilità dell’LCA è sensibilmente aumentata;
• L'UNEP (United Nations Environmental Programme) ha la missione di applicare l’LCA. Collabora con SETAC per la “life cycle initiative”, con l’obiettivo di promuovere il “life cycle management” nell'industria, per trovare i metodi migliori nella valutazione dell’impatto e nel migliorare la qualità dei dati LCA.
• ELCD 3.2, La banca dati Europea del ciclo di vita, disponibile dal 2006, comprende i dati di Life Cycle Inventory (LCI) dalle migliori associazioni d'affari a livello EU e altre fonti per i materiali chiave, energia, trasporti e gestione rifiuti.
Attilio Citterio
Banca dati Europea di Riferimento sul Ciclo di vita (ELCD)* e Relativo Sistema Internazionale di dati (ILCD)*
Il volume ILCD fornisce una guida su tutti gli stadi richiesti per condurre una Valutazione del Ciclo di Vita (Life Cycle Assessment - LCA). ELCD3.2 (European reference Life Cycle Database)** è la banca dati che fornisce i dati dettagliati per l'analisi LCI.
Nella comunicazione sulla Politica Integrata sui Prodotti, la Commissione Europea ha richiesto di produrre un volume sulle migliori pratiche in LCA. Il "Sustainable Consumption and Production Action Plan" ha confermato che “(…) dati consistenti e affidabili metodologie sono indispensabili per valutare la prestazione ambientale complessiva dei prodotti (…)”.
L'obiettivo principale del Volume è di assicurare qualità e consistenza ai dati LC, metodi e valutazioni. Si rivolge a operatori di LCA, fornitori di dati, e estensori di rassegne.
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/datasetDownload.xhtml **
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/uploads/JRC-Reference-Report-ILCD-Handbook-Towards-more-sustainable-production-and-consumption-for-a-resource-efficient-Europe.pdf
*
Attilio Citterio
Piattaforma Europea per LCA - Supporta il pensiero LC e la valutazione LCA nei governi e negli affari
Comunicazione di Politica Integrata sui Prodotti (IPP)
Piano d'azione sul Consumo Sostenibile e Produzione (SCP)
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/
Attilio Citterio
ELCD -
Attilio Citterio
Strumenti dell’LCA
• EIA (valutazione dell'impatto ambientale) uno strumento sito-specifico tipicamente usato per valutare l’impatto ambientale di investimenti/servizi progettati. (Una procedura per incoraggiare le autorità a tenere in considerazione i possibili effetti dello sviluppo di investimenti sulla qualità ambientale e sulla produttività delle risorse naturali e uno strumento per la raccolta e organizzazione dei dati di pianificazione necessari a realizzare progetti di sviluppo più sostenibile e ambientalmente validi [e ...] è normalmente applicata in supporto alle politiche per un più razionale e sostenibile uso delle risorse per raggiungere uno sviluppo economico)
• EA (verifica ambientale) uno strumento sito-specifico tipicamente usato per valutare un servizio esistente. Include considerazione sulle comunicazioni e sulla gestione delle informazioni legate all’ambiente.
• RA (valutazione del rischio, talvolta incluso sia in EA che EIA) considera il rischio presentato da un materiale o servizio e include considerazioni sia sul potenziale pericolo che sulla probabilità di accadimento.
Attilio Citterio
Spazio
Tempo
Estrazione Produzione Uso Smaltimento LCA
EIA Concentrazioni/velocità di produzione delle emissioni
Trasversale a tutte le fasi
LCA vs. EIA (Valutazione dell’Impatto Ambientale)
Un’analisi completa del ciclo di vita di norma si riferisce ad un flusso di materiali ed energia inerenti un prodotto “dalla culla alla tomba” («from cradle to grave»): inizia dalle materie prime nel loro stato naturale e copre l’insieme di tutti i processi ed operazioni di utilizzo del prodotto stesso fino al suo smaltimento finale come rifiuto. Gli ecoprofili costituiscono invece un’analisi del tipo “dalla culla al cancello” (from «cradle to gate»), e si concludono con l’ottenimento di un prodotto utile, più o meno finito.
Attilio Citterio
Definizione obiettivi e scopi
Analisi inventari
Valutazione impatto
Interpretazione
Struttura LCA Applicazioni Dirette
• Sviluppo, migliora- mento del prodotto • Programmazione strategica • Direttive politiche pubbliche • Commercializzazione • Altro
Altri aspetti
• Tecnico • Economico • Mercato • Sociale, ecc.
Metodologia LCA: Principi e Struttura
http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/index.vm http://www.epa.gov/nrmrl/lcaccess/index.html
Attilio Citterio
Fasi dell’LCA (ISO 14044)
Generalmente, una LCA consiste di varie attività iniziali : a. Definizione di obiettivi e ambito (ISO 14040):
Definisce e descrive il prodotto, processo o attività. Si definiscono le basi e lo scopo della valutazione.
b. Analisi degli Inventari (LCI): Crea un albero di processo in cui tutti i processi dall’estrazione delle
materie prime fino al trattamento dei reflui sono mappati e connessi e si chiudono i bilanci di massa ed energia (tutte le emissioni e i consumi sono presi in esame).
c. Valutazione dell’Impatto (LCIA): Le emissioni e i consumi sono trasferiti in effetti ambientali. Gli effetti
ambientali sono raggruppati e pesati. d. Valutazione miglioramento/interpretazione:
Si determinano quindi i risultati dell’analisi degli inventari e della valutazione dell’impatto. Si identificano le aree di miglioramento.
e. Relazioni e revisione critica della LCA, f. Limitazioni della LCA, g. relazioni tra le fasi di LCA, e h. condizioni per l'uso dei valori scelti ed elementi opzionali.
Attilio Citterio
Valutazione del Ciclo di Vita e Norme ISO 14 000
Definizione dell’Obiettivo e del Campo
Analisi degli Inventari Diagramma a blocchi del processo; raccolta dati; definizione dell’intorno del sistema ed elaborazione dati
Valutazione dell’Impatto Classificazione e caratterizzazione degli effetti dell’uso di risorse; valutazione
Valutazione migliorie Rapporti; valutazione delle necessità e opportunità di ridurre l’impatto
ISO 14 040 ISO 14 041 ISO 14 042 ISO 14 043
ISO 14044
Attilio Citterio
LCA di prodotti LCA di processi Valutazione degli impatti ambientali tramite l’intero ciclo di vita di prodotti/processi che soddisfano la funzione d’interesse Obiettivo
Prodotti con specifiche funzioni Processi per specifici prodotti Oggetto
Percorso Produzione-uso-smaltimento Costruzione-attività-demolizione
Base della valutazione
Unita funzionale : prestazione caratteristica dei prodotti
Flusso di riferimento: quantità di prodotto che soddisfa l’unità funzionale
Unita funzionale : quantità di prodotto o oggetto del trattamento Flusso di riferimento: lo stesso dell’unità funzionale
Due Diversi Approcci all’LCA
Attilio Citterio
Valutare
Migliorare
Confrontare
Progettare nuovi prodotti
Creare specifiche di prodotto
Unità funzionale
Prodotto(i) di riferimento
Parametri di valutazione
Processi importanti
Orizzonte Temp.
Allocazione
Scambi Ambientali
Ingressi (Energia e Materiali)
Uscite (Aria, Acqua e Scarti)
Ambiente di lavoro
Potenziali Impatti
Consumo risorse (Energia e Materiali)
Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)
Impatti sull’ambiente di lavoro
Obiettivi Portata Inventari Valutazione impatto
Il Processo LCA per Prodotti
Attilio Citterio
LCA – Definizione dell’Obiettivo
• E’ importante stabilire in anticipo a che scopo deve servire il modello, che cosa si vuol studiare, quali approfondimenti e grado di accuratezza sono richiesti, e quali criteri di decisione si adotteranno alla fine.
• In aggiunta, si devono determinare i confini del sistema – sia per quanto riguarda il tempo che lo spazio.
• Lo scopo deve includere / tenere in considerazione:
funzione del prodotto assunti unità funzionale limiti confini tipo di formato del report procedure di assegnazione il sistema prodotto tipi di impatto e metodologia di valutazione
requisiti dei dati
Attilio Citterio
Sistema
Concetto di Sistema Sistema – un gruppo di oggetti e fenomeni interconnessi ed
interagenti; qualsiasi porzione dell’universo che si può isolare dal resto dell’universo allo scopo di osservarne le variazioni
Ambiente – la regione ad di fuori dei confini del sistema
– Classificazione: Natura del contorno Aperto Chiuso Isolato
Attilio Citterio
La maggior parte dei sistemi
terrestri sono dei Sistemi Dinamici
A. Sistema isolato B. Sistema chiuso C. Sistema aperto
Sole
Classificazione dei Sistemi
Attilio Citterio
Velocità di flusso (flussi)
Riserva Scorta
Componenti di un Sistema
Attilio Citterio
Energia solare Atmosfera
Ciclo Idrologico
Precipitazione
Evaporazione Ciclo delle rocce
Attrazione Gravitazionale Dal Sole e Luna
Ciclo Biochimico
Fotosintesi
Biosfera
Pedosfera
Litosfera
Vulcano
Circolazione Oceano
Oceano
Flusso di Calore Energia Geotermica
Risalita magma
Ambienti del Sistema Terra e Relativi Flussi
Attilio Citterio
Questi tre sottosistemi della biosfera sono legati tra loro tramite le movimentazioni del ciclo idrologico e dell’atmosfera. Lo scambio gassoso oceano-atmosfera, che è controllato dalla biologia marina a tempi lunghi, determina la concentrazione atmosferica della CO2 e perciò del clima globale. Le piante terrestri sono sensibili al clima e alla concentrazione della CO2 nell’atmosfera. Lo stato della vegetazione controlla la velocità di trasferimento dalla terra al mare di elementi essenziali agli organismi marini, così chiudendo il ciclo.
CLIMA CONTROLLI
CO2 CO2
OCEANO GEOSFERA
DESERTO
FIUME
I cicli del carbonio, azoto, fosforo e molti altri elementi biologicamente essenziali sono strettamente accoppiati in ecosistemi terrestri, acque dolci e marine
Attilio Citterio
Confini
• La scelta dei processi, prodotti e attività che si valutano e quelli che non si valutano, può avere un grande impatto sui risultati dell’analisi sul ciclo di vita…. Di fatto l’assegnazione dei confini può avere una ricaduta diretta sulle conclusioni complessive.
• E’ impossibile isolare clinicamente un processo o un prodotto – naturalmente, la questione letteralmente è:
Dove si deve tracciare il confine? • Determinato da vari fattori:
applicazione d’interesse dello studio assunti criteri di eliminazione limiti di dati e costi a chi ci si rivolge
Attilio Citterio
Confini e Struttura di un Sistema
Processo d'interesse
Energia non-
rinnovabile
Materiali non-
rinnovabili emissioni
energia
Prodotto finale
Emissioni nette
emissioni
emissioni
emissioni
emissioni
emissioni
emissioni Materie prime
Materie prime
energia energia
energia
energia energia
Materiali di scarto
Intermedi Intermedi
Intermedi
Smaltimen-to scarti
Processo di estrazione
Processo di estrazione
Processo Processo
Processo
energia
Attilio Citterio
Il Processo LCA
Valutare
Migliorare
Confrontare
Progettare nuovi prodotti
Creare specifiche di prodotto
Unità funzionale Prodotto(i) di riferimento Parametri di valutazione Processi importanti Orizzonte Temp. Allocazione
Scambi Ambientali
Ingressi (Energia e Materiali)
Uscite (Aria, Acqua e Scarti)
Ambiente di lavoro
Potenziali Impatti
Consumo risorse (Energia e Materiali)
Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)
Impatti sull’ambiente di lavoro
Obiettivi Portata Inventari Valutazione impatto
Attilio Citterio
Unità Funzionale (FU) o Base
Una FU è una misura della prestazione dell’uscita funzionale del sistema prodotto. Nella LCA il punto focale non è il prodotto, ma il servizio o funzione fornita dal prodotto.
Scopo → fornire un riferimento per correlare gli ingressi e le uscite. Necessario → per assicurare comparabilità dei risultati della LCA
FU deve essere definito e misurabile.
1 milione di bottiglie per distribuire l’acqua”
“Distribuire 1 milione di litri di acqua in bottiglia”
bottiglie vs. Bottiglie di vetro I di plastica
Attilio Citterio
Finalità
Unità Funzionale
Cosa fornisce il servizio? • Portauova
– Trasporta 6-12 uova dal negozio a casa senza romperle … • Braccio di una gru
– Si innesta su una base esistente, solleva almeno 200 kg…
Prodotto(i) di Riferimento
Prodotti esistenti che forniscono lo stesso o quasi lo stesso servizio
• Portauova già in uso • Esistono già gru che forniscono circa lo stesso servizio?
Attilio Citterio
Finalitò (cont.)
Parametri di valutazione Impatti Ambientali Consumo Risorse Ambiente di lavoro…
Processi Importanti Orizzonte Temporale
In che tempo il prodotto è fabbricato? Per quanto tempo il prodotto sarà in uso? Effetti ambientali a lungo termine?
• Possono essere di centinaia di anni o più!
Allocazione Può essere difficile allocare gli impatti ambientali
• Si può avere più prodotti da un singolo processo
• Un ingresso può essere un sottoprodotto di altri processi
• Le uscite possono diventare ingressi per altri processi
Attilio Citterio
Il Processo LCA
Unità funzionale
Prodotto(i) di riferimento
Parametri di valutazione
Processi importanti
Orizzonte Temp.
Allocazione
Scambi Ambientali
Ingressi (Energia e Materiali)
Uscite (Aria, Acqua e Scarti)
Ambiente di lavoro
Potenziali Impatti
Consumo risorse (Energia e Materiali)
Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)
Impatti sull’ambiente di lavoro
Portata Inventari Valutazione impatto
Valutare
Migliorare
Confrontare
Progettare nuovi prodotti
Creare specifiche di prodotto
Obiettivi
Attilio Citterio
Cosa sono i Flussi degli Inventari?
L’inventario LCA è un processo "obiettivo", computerizzato di quantificazione dei flussi di materiali e energia lungo l’intero ciclo di vita di un prodotto, processo o attività…
Requisiti di energia e materie prime Emissioni in aria Effluenti liquidi Rifiuti solidi Ecc.
raccolta dati
procedure di calcolo
quantificazione ingressi e uscite
uso di risorse rilascio nell’aria rilascio nell’acqua rilascio nella terra
Attilio Citterio
Analisi degli Inventari (LCI)
• Stabilire che ingressi e uscite di tutti i processi del ciclo di vita si determinino in termini di materiali ed energia (p.es., kg di prodotto fatto per kg di CO2 prodotta o kg di CO2 prodotta / kg di prodotto)
• Iniziare costruendo un albero di processo o un diagramma di flusso classificando gli eventi in un ciclo di vita del prodotto che si devono considerare nella LCA, più le loro interconnessioni.
• Quindi, iniziare a raccogliere i dati rilevanti per ciascun evento: le emissioni da ciascun processo e le risorse (materie prime) usate.
• Stabilire bilanci di materia e energia (corretti) per ogni stadio del processo ed evento.
Esempi di inventari: Gas che contribuiscono al riscaldamento globale Gas che contribuiscono alla riduzione dello strato di ozono Gas che favoriscono la formazione dello smog Composti chimici tossici Calore/Energia Degrado della terra/habitat
Inventari nella Sintesi del MonoMetilAmminoMalonato (MMAM)
CH3NHC
CH2
CO O
OMe
11° 12° 2°
Dimetil malonato
Metilammina
Acqua
Acetato d’etile
3°
Acido cloroacetico
Cianuro di sodio
Metanolo
Idrossido di sodio
Acido solforico
Metanolo
Ammoniaca
Acqua
Acido solforico
Acido acetico
Etanolo
Acqua
4°
Acido acetico
Anidride acetica
Cloro
Idrossido di sodio
Acido cianidrico
Gas naturale Idrogeno
Monossido carbonio
Cloruro di sodio
Acqua
Triossido di zolfo
Gas naturale Idrogeno
Monossido carbonio Aria
Gas naturale Acqua
5°
Metanolo
Monossido carbonio
Acido acetico
Chetene
Cloruro di sodio
Acqua
Cloruro di sodio
Acqua
Ammoniaca
Gas naturale Ossigeno
Gas naturale Gas naturale
Sale Acqua
Zolfo Aria
Acqua
Gas naturale Gas naturale
6° Gas naturale
Idrogeno Monossido di carbonio
Gas naturale
Metanolo
Acetone
Sale Acqua
Sale Acqua
Aria Gas naturale
Acqua
Aria
Estrazione petrolio/raffineria
7°
Gas Naturale Gas naturale
Gas naturale Idrogeno
Monossido carbonio
Isopropanolo
Ossigeno
8°
Gas naturale Gas naturale
Propilene
Acido solforico
Acqua
9°
Estrazione petrolio/raffin.
Acqua
Triossido di zolfo.
Acqua
10°
Biossido di zolfo
Ossigeno
Zolfo
Ossigeno
Estrazione petrolio/raffineria
Attilio Citterio
Toluene SMB EtOH
THF
T
S
Diagramma di Flusso per la Sintesi della Sertralina
ClCl
NHCH3
Inventari quantificati nella produzione di alcuni polimeri (Nylon 6,6, Polipropilene, Gomma Naturale (NR))
7 th 8 th 9 th 10 th 11 th 12 th 13 th 14 th 15 th
Benzene (182 kg) Nafta (2230 kg) Raffineria Petrolio
Idrogeno (14.9 kg)
Gas Naturale (209 kg)
Acqua (418 kg)
Ossigeno (61.1 kg) Aria (364 kg)
Aria (134 kg)
Benzene (246 kg) Nafta (3010 kg) Raffineria Petrolio
Gas Naturale (72.4 kg)
Acqua (145 kg)
Ossigeno (82.4 kg) Aria (489 kg)
Idrogeno (20.1 kg)
Aria (433 kg)
Aria (2800 kg)
Gas Naturale (697 kg)
Acqua (1870 kg)
Cicloesano (196 kg)
Ossigeno (22.5 kg)
Cicloesano (265 kg)
Ossigeno (72.7 kg)
Cicloesanolo (223 kg)
Cicloesanone (223 kg)
Ammoniaca (1560 kg)
Acqua (641 kg) Aria (22000 kg)
Acido Nitrico (6410 kg)
Aria (252 kg)
Gas Naturale (62.5 kg)
Acqua (168 kg)
Aria (811 kg)
Benzene (197 kg)
Idrogeno (16.1 kg)
Aria (145 kg) Benzene (265 kg)
Idrogeno (21.7 kg)
Aria (469 kg) Aria (3010 kg)
Gas Naturale (751 kg) Acqua (2010 kg)
Acido Adipico (599 kg)
Gas Naturale (119 kg)
Ammoniaca (140 kg)
Acqua (283 kg) Ossigeno (136 kg)
Cicloesano (212 kg)
Ossigeno (24.3 kg)
Cicloesano (286 kg)
Ossigeno (78.6 kg)
Ammoniaca (1679 kg)
Acqua (699 kg) Aria (23700 kg)
Adiponitrile (443 kg)
Idrogeno (33.1 kg)
Cicloesanolo (241 kg)
Cicloesanone (241 kg)
Acido Nitrico (6902 kg)
Esametilene- Diammina (476 kg)
Acido Adipico (645 kg)
Hevea Brasiliensis pianta
Nylon 6.6 (1000 kg)
Raffineria Petrolio
Acqua (3005 kg)
Nafta (6010 kg)
Vapore (3005 kg)
Propilene (1058 kg) Polipropilene (1058 kg)
Hevea Brasiliensis
lattice
Attilio Citterio
Diagramma del Ciclo di Vita di un Tappeto in Nylon-6,6
P11 P10 P9 P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 Primario 2° 3° 4° 5° 6°
Riuso Nylon 6,6
Cimatura 14.03MJ
Formatura Estrusione
Lattice
Non-poliam- mide 6,6
Tintura 36400MJ
Tappeto pronto alla
vendita 1029m2 2058kg
Tappeto 1029m2 2058kg
Filo di nylon
1000kg
Adesivo
Scarti tappeto
Filatura 2909MJ
Tappeto supporto 1058kg
Vuoto 900MJ
Fusione Nylon
Vergine + Riciclato
Pulitura a vapore
Impianto Cogeneraz.
Selezione Automatica
Gesso da
supporto
Poliammide 6,6
Riduzione dimensioni Separazione
Nylon-6,6
nNN
*
H
H
O*
O
Attilio Citterio
Vie a MDI e TDI rispetto agli altri processi chimici di Grande Volume
MDI metilendifenil diisocianato
TDI Toluene diisocianato
BZ
NitroBZ
Anilina
MDA
MDI
Formaldeide
MeOH
Ammoniaca
Acido Nitrico
H2SO4
H2
Fosgene
Cloro CO2
Toluene
DNT
TDA
TDI
N C O
CH2
NCO N C O
N C OCH3
Attilio Citterio
Eco-Efficienza e Progettazione
Salvaguardarsi dai problemi noti Evitare i composti chimici che si sa essere problematici
• p. es., cadmio, piombo, mercurio
Seguire le Preferenze del Personale Informato Se si trattano aree grigie, incertezze nei dati,…
Creare degli elenchi elenco X (sostanze con problemi noti): Evitare Elenco grigio: problematici, ma possono essere i migliori, o solo,
disponibili Elenco positivo: Preferito
Reinventare
Buono Migliore Ottimo
Cradle to Cradle, by McDonough & Braungart, 2002
Attilio Citterio
Cinque Criteri Principali per Valutare i Composti Chimici Pericolosi
(1) Quantità. Il quantitativo di composto chimico da applicare, come anche il metodo.
(2) Persistenza. Viene data in termini di vita media o tempo di residenza.
(3) Tossicità - LC50 , LD50 o altro (4) Bioaccumulazione e bioamplificazione. Il pericolo è che la
bioaccumulazione possa causare tossicità. La maggior parte dei pesticidi sono idrofobici, ”solubili in acqua," e lipofili. Inoltre, possono avere più di un gruppo funzionale che influenza le proprietà di solubilità.
(5) Altri effetti negativi, p. es. proprietà chimiche inusuali come capacità chelanti che alterano la disponibilità di altri composti chimici nell’ambiente, generatori di altre sostanze problematiche.
REACH - Libro bianco CEE
Attilio Citterio
Acquisti Verdi
ACQUISTI VERDI
Considerazione del ciclo del prodotto
Gli Acquisti verdi sono a 2 livelli
Approvvigionamento di materiali più sicuri eco-compatibili, tecnologia, ecc. da parte del produttore
Richiesta dei Consumatori di prodotti Eco-compatibili
I tre principi di base degli Acquisti Verdi
Politiche e pratiche di Gestione degli Acquisti Verdi
Disponibilità di informazioni eco-correlate per valutare i produttori e i distributori di prodotti
Attilio Citterio
Il Processo LCA
Unità funzionale
Prodotto(i) di riferimento
Parametri di valutazione
Processi importanti
Orizzonte Temp.
Allocazione
Potenziali Impatti
Consumo risorse (Energia e Materiali)
Impatti ambientali (Acidificazione, GWP, Ozono, ecc.)
Impatti sull’ambiente di lavoro
Portata Valutazione impatto
Valutare
Migliorare
Confrontare
Progettare nuovi prodotti
Creare specifiche di prodotto
Obiettivi
Scambi Ambientali
Ingressi (Energia e Materiali)
Uscite (Aria, Acqua e Scarti)
Ambiente di lavoro
Inventari
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto
Identificazione degli impatti → valutazione impatto Metodi di valutazione :
1) Modelli – Basati su relazioni matematiche tra causa ed effetto – Possono essere: Fisici, Chimici, Biologici
2) Esperimenti – Sul campo – In laboratorio
3) Rappresentazione fisica (disegni, fotografie, film, modelli 3D) 4) Valutazione
– Usata per calcolare i costi o i benefici di un aspetto ambientale come conseguenza di una attività
Attilio Citterio
Da LCI a LCA – Conversione a Dati Utili
Inventari del Ciclo di vita > 5000 dati
}
Valutazione dell’impatto del Ciclo di Vita Converte i dati LCI in 12-20 “indicatori d’impatto” che riguardano tutte le rilevanti problematiche ambientali
Attilio Citterio
Da LCI a LCA
Fonte (modificata): Studio "Policy Review on Decoupling" (CML and partners) for EC, DG Env
Analisi degli Inventari Valutazione dell’Impatto
Estrazione da miniere e minerali
Estrazione di combustibili
fossili
Produzione energia
Produzione materie prime
produzione materiale
finale
uso
Waste treatment
Albero di processo tabella inventari
Benzene in acqua
Metiletilchetone in aria
Alcool etilico in aria
Xilene in aria
Toluene in aria
Benzene in aria
Zinco nel suolo
Nichel in acqua
SO2 in aria
NOx in aria
CH4 in aria
CO2 in aria
risultati indicatore categorie
risultati normalizzati Indicatore categorie risultati pesati
riduzione delle risorse abiotiche
eutroficazione
acidificazione
ecotossicità
tossicità umana
ossidazione fotoch.
Diminuzione ozono stratosferico
riscaldamento globale
Categorie d’Impatto
caratterizzazione normalizzazione
pesatura
Attilio Citterio
• Impatti ecotossicologici • Impatti tossicologici umani • Formazione di ossidanti da luce • Diminuzione ozono stratosferico • Eutroficazione • Ambiente di lavoro
Scelta delle Categorie di Impatto
Comunemente si prendono in considerazione le seguenti categorie di impatto : • Risorse abiotiche • Risorse biotiche • Uso della terra • Riscaldamento Globale • Acidificazione
Attilio Citterio
0
50
100
150
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
indi
ce (a
nno
di ri
ferim
ento
=10
0)
Anno
produzione
Cambiamento climatico
rumori
discariche
acidificazione
composti tossici
diminuzione ozono
Indicatori Ambientali (EPI)
“Un indicatore è un parametro (o valore derivato da parametri), che fornisce informazione su un fenomeno. L’indicatore ha un significato che va oltre le proprietà direttamente associate al valore del parametro stesso”
Attilio Citterio
Soggetti degli Indicatori - Le Tre Linee Fondamentali
Fisico/chimico/bio-logico Volatilità GWP Energia
Primaria Ecotossicità
Acquatica Efficienza
atomica
Finanziario Turnover Stipendi netti “Valore
Aggiunto” Flusso di
denaro ecc.
Sociale Tasso di
istruzione Accesso a
acqua potabile Reddito
famigliare ecc
Attilio Citterio
Categorie di Impatto di Ciclo di Vita Comunemente Usate
Categoria di Impatto
Scala Dati LCI Rilevanti (p. es., classificazione)
Fattore Comune Caratterizzante
Descrizione del Fattore
Riscaldamen-to Globale
(GWP)
Globale Biossido di carbonio (CO2) Biossido di azoto (NO2) Metano (CH4) Clorofluorocarburi (CFC) Idroclorofluorocarburi (HCFC) Metil Bromuro (CH3Br)
Potenziale di Riscaldamento Globale
Converte i dati LCI in equivalenti di CO2. Nota: i potenziali di riscaldamento globale sono 50, 100, o 500 anni.
Diminuzione dell’Ozono Stratosferico
Globale Clorofluorocarburi (CFC) Idroclorofluorocarburi (HCFC) Halon Metil Bromuro (CH3Br)
Potenziale di distruzione dell’ozono
Converte i dati LCI in equivalenti di triclorofluorometano (CCl3F, CFC-11).
Acidifica-zione
(AC)
Regionale Locale
Ossidi di zolfo (SOx) Ossidi di Azoto (NOx) Acido Cloridrico (HCl) Acido Fluoridrico (HF) Ammoniaca (NH3)
Potenziale di Acidificazione
Converte i dati LCI in equivalenti di ioni idrogeno (H+) .
Eutrofiz-zazione (EP)
Locale
Fosfato (PO4), Nitrati (NO3) Ossido di azoto (NO) Biossido di azoto (NO2) Ammoniaca (NH3)
Potenziale di Eutrofizzazione
Converte i dati LCI in equivalenti di fosfato (PO4).
Attilio Citterio
Categorie di Impatto di Ciclo di Vita Comunemente Usate
Categoria di Impatto
Scala Dati LCI Rilevanti (p. es., classificazione)
Fattore Comune di Caratterizzazione
Descrizione del Fattore
Smog Fotochimico (POCP)
Locale Idrocarburi diversi dal metano (NMHC)
Potenziale di Creazione di ossidanti fotochimici
Converte i dati LCI in equivalenti di C2H6
Tossicità terrestre (TETP)
Locale Composti chimici tossici con una concentrazione letale nota sui topi
LC50 Converte i dati LCI in equivalenti.
Tossicità acquatica (AETP)
Locale Composti chimici tossici con una concentrazione letale nota sui pesci
LC50 Converte i dati LCI in equivalenti.
Salute dell’uomo (HTP)
Globale Locale Regionale
Rilasci totali nell’aria, nell’acqua, e nel suolo.
LC50 Converte i dati LCI in equivalenti.
Impoveri-mento delle risorse
Globale Locale Regionale
Quantità di minerali usati Quantità di combustibili fossili usati
Potenziale di impoverimento delle risorse
Converte i dati LCI in un rapporto tra quantità di risorsa usata e quantità di risorsa lasciata
Uso della terra
(LU)
Globale Locale Regionale
Rifiuti solidi Converte la massa dei rifiuti solidi in volume usando stime di densità
Attilio Citterio
Estrazione Materie prime
Energia
Impatti
Lavorazione Materie prime
Impatti
Manifattura Prodotto
Impatti
Uso, Riuso, Smaltimento
Impatti
Materie prime
Energia
Materie prime
Energia
Materie prime
Energia
Materie prime Stadi del Ciclo di Vita
Riscald. globale
Diminuz. ozono
Formaz. smog
Acidifi- cazione
Altri rilasci tossici
Salute umana e danni all’ecosistema
Impatti del Ciclo di Vita
Impoverim. risorse
Complessità della Valutazione dell’Impatto Associato al Ciclo di Vita
Attilio Citterio
Effetti Ambientali Materiali/impatto
Effetto serra
Diminuzione strato di ozono
Eutrofizzazione
Diminuz. di risorse abiotiche
Smog (estivo)
Acidificazione
Rame CO2
CFC SO2
NOx
fosforo composti organici volatili (VOC) Metalli pesanti PCB pesticidi stirene
Eco-tossicità
Diminuzione di risorse biotiche
Tossicità umana
Odore
Esistono vari modi per valutare e pesare gli effetti ambientali.
Pesare l’effetto?
(esempio)
La Valutazione dell’Impatto si Focalizza sulla Caratterizzazione del Tipo e Severità dell’Impatto Ambientale
Attilio Citterio
Eco Indicatori - Metodologia
• Tutti gli impatti ambientali sono convertiti in punteggi di Eco-indicatore EPI usando un metodo di pesatura
• Il punteggio è calcolato per: Produzione del Materiale (per kg) Processi di Produzione (per unità appropriata al processo) Trasporto (m3·km-1) Generazione e Uso di Energia (elettricità e calore) Smaltimento (per kg)
• Eco-punteggi negativi per ricicli e riusi
• Inventari emissioni, estrazioni risorse, usi della terra connessi al ciclo di vita del prodotto
• Calcolo del danno a salute umana, qualità ecosistemi e risorse • Pesatura delle tre categorie di danno per arrivare a un numero
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – Esempio 1 Categoria d’impatto Acidificazione Risultati LCI Emissioni di sostanze acidificanti all’aria (in kg) Modello caratterizzazione Modello che descrive l’evoluzione e la deposizione di
sostanze acidificanti, adatto per la LCA Indicatore di categoria Deposizione/carico critico di acidificazione Fattore caratterizzazione Potenziale di acidificazione (AP) per ogni emissione
acida nell’aria (in kg SO2 equivalenti/kg emissione) Risultato per unità indic. kg SO2 eq.
(in kg SO2 equivalents/ kg emission)
2 2
//
i ii
SO SO
MWAPMW
αα
=
A i ii
I AP m= ⋅∑
Composto MW Acido risultante α APi
SO2 64.1 H2SO4 2 1.00 NO 30.0 HNO3 1 1.07 NH3 17.0 HNO3 1 1.88 NO2 46.1 HNO3 1 0.70 HCl 36.5 - 1 0.88 HF 20.0 - 1 1.60 H2S 34.8 H2SO4 2 1.88 HNO3 63.1 - 1 0.51 H2SO4 98.2 - 3 0.65
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – Esempio 2
Categoria d’impatto Riduzione dell’ozono stratosferico Risultati LCI Emissioni di gas distruttivi per l’ozono in aria (in kg) Modello di caratterizzazione Il modello sviluppato dal WMO, definendo il
potenziale distruttivo per l’ozono di differenti gas Indicatore di categoria Scomparsa dell’ozono stratosferico Fattore di caratterizzazione Potenziale di riduzione dell’ozono in st. staz. (ODP∞)
per emissione (in kg CFC-11 equivalenti/kg emis,) Risultato per unità indicatore kg CFC-11 eq.
[ ][ ]
3
3
3
OO
ii
CCl F
ODPδ
δ=
OD i ii
I ODP m= ⋅∑
Formula Nome emivita, anni ODP CH3Br methyl bromide 0.37 CH2Cl2 methylene chloride 0.47 <0.001 CHCl3 chloroform 0.17 <0.001 CHClF2 HCFC-22 15 0.055 CHBrF2 Halon 1201 60 1.4 CCl4 carbon tetrachloride 47 1.1 CCl3F CFC-11 60 1.0 CCl2F2 CFC-12 120 0.82 C2HCl2F3 CHFC-123 1.4 0.012 CBrF3 Halon 1301 16.0 CBr2ClF2 Halon 1211 13 4.00
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – Esempio 5 – SMOG
Alcani Alcheni/Alchini Aromatici Composto MIR
Metano 0.015
Etano 0.25
Propano 0.48
Butano 1.02
Pentano 1.04
Esano 0.98
Ottano 0.60
Decano 0.46
Metilpentani 1.5
Ciclopentano 2.40
Cicloesano 1.28
Composto MIR
Etilene 7.40
Propene 9.40
1-Butene 8.90
1-Esene 4.40
1-Ottene 2.70
2-Buteni 10.0
2-Penteni 8.80
2-Eseni 6.70
1,3-Butadiene 10.9
Etino 0.50
Propino 4.10
Composto MIR
Benzene 0.42
Toluene 2.7
o-Xilene 6.5
m-Xilene 9.0
p-Xilene 6.6
1,3,5-Trimetilbenzene 10.1
Naftalene 1.17
Tetralina 0.94
Metilnaftaleni 3.3
Stirene 2.2
• Allen and Shonnard, Green Engineering, Prentice-Hall, 2002 • Extensive list in Guinée, Handbook on Life Cycle
Assessment, Kluwer 2002, pg 335 (but divided by 3.1)
ii
ROG
MIRSFPMIR
=
SF i ii
I SFP m= ⋅∑
Attilio Citterio
SMOG
Alcoli e eteri Carbonil-derivati Alogeno-derivati Composto MIR
Metanolo 0.56
Etanolo 1.34
1-Propanolo 2.08
2-Propanolo 0.56
1-Butanolo 2.70
Alcol t-Butilico 0.42
Glicol etilenico 1.74
Fenolo 1.12
Alchil fenoli 2.30
Dietil etere 2.82
Metil t-butil etere 0.62
Ossido di etilene 0.03
Ossido di Propilene 0.31
Furano 16.9
Composto MIR
Monossido di carbonio 0.05
Acetato di metile 0.09
Acetato di etile 0.53
Acetato di Vinile 5.27
Acrilato di metile 5.27
Acrilato di etile 4.53
Formaldeide 7.20
Acetaldeide 5.50
Aldeidi C3 6.50
Benzaldeide -0.57
Acetone 0.56
2-Butanone 1.09
2-Pentanone 2.54e
2-Eptanone 2.33e
Propilen carbonato 0.33
Composto MIR
Trifluorometilbenzene 0.28
Clorobenzene 0.25
2-Clorotoluene 2.86c
1-Clorobutano 0.74
1,4-diclorobenzene 0.09
1,2-diclorobenzene 0.17c
Diclorometano 0.03
Triclorometano 0.03
Vinil cloruro 1.93
Cloro 18.3d
1,2-Dicloroethano 0.2a
1,2-Dibromoetane 0.1a
Metil ioduro -0.54b
cCarter, Report to the California Air Resources Board, Contract 06-408, February 2008.
Altri Chemical MIR
DMSO 5.86b
ROG 3.10
Attilio Citterio
Kow e Bioaccumulazione
1-ottanolo
acqua
-1 1 3 5 7 0 2 4 6 8 9
metanolo -0.7
HCO2H -0.5
toluene 2.7
NEt3 1.5
esano 4.0
decano 6.3
(C6Cl5)2O 8.3
Acido stearico
8.2
ottano 5.2
1-butanolo 0.8
THF 0.5
1-esanolo 2.0
C6Cl6 5.5
1-decanolo 4.6
idrofobico lipofico
idrofilo lipofobico
logKow
3.5 4.3 alto potenziale di bioaccumulazione
Basso potenziale di bioaccumulazione
potenziale moderato
Log Kow
ottanolo[soluto][soluto]ow
acqua
K =
Attilio Citterio
Potenziale di Riduzione Abiotica
Non tutti gli elementi preoccupano.
Bi 0.0731
B 0.00467
Br 0.00667
Cd 0.33
Cr 0.00086
Co 2.6 x 10-5
Cu 0.00194
F 3.0 x 10-6
Ge 1.5 x 10-6
89.5
He 148
In 0.0090
I 0.0427
Ir 32.3
Kr 20.9
Pb 0.0135
Li 9.2 x 10-6
Mn 1.4 x 10-5
Hg 0.495
Res. ADP
Sb 1
Res. ADP
Au
Res. ADP
Mo 0.032
Ne 0.325
Ni 1.1 x 10-4
Os 14.4
Pd 0.323
P 8.4 x 10-5
Pt 1.29
Re 0.77
Rh 32
Ru 32
Res. ADP
Se 0.48
Ag 1.8
S 3.6 x 10-4
Sn 0.33
W 0.012
U 0.0029
V 1.2 x 10-6
Xe 17,500
Zn 9.9 x 10-4
Zr 1.9 x 10-5
(velocità riduzione) / (riserva)(velocità riduzione) / (riserva)
i ii
ref ref
ADP = AD i ii
I ADP M= ⋅∑
Mi è la massa usata, non la massa emessa.
Attilio Citterio
Coefficiente di Assorbimento del Suolo (Koc)
Fonte Dati : Huuskonen, J. Chem. Information & Computer Sci. (2003), 43(5), 1457 (disponiile online, supporting information PDF file)
suggerimento: Koc ≈ 0.41 Kow
0 2 3 4 5 6 idrofobico lipofilo
idrofilo lipofobico
logKoc 1
Concentrazione in carbonio organico del suolo (in µg per g di C organico) Concentrazione in acqua (in µg per ml)
K = oc
etanolo 1-esanolo 1-decanolo C6H5OH DDT
0.20 1.0 2.6 3.7 5.3 1-butanolo
0.50 PhCO2H PhCO2Me
1.5 2.1 di-n-esilftalato
4.7
Attilio Citterio
Valutazione dell'Impatto: Classificazione e Caratterizzazione – GWP
Categoria d'Impatto Cambiamenti climatici Risultati LCI Emissioni di gas serra nell’aria (in kg) Modello caratterizzazione il modello sviluppato dal IPCC definisce il potenziale
di riscaldamento globale di diversi gas Indicatore di categoria irraggiamento infrarosso (W·m-2) Fattore caratterizzazione potenziale di riscaldamento globale per un orizzonte
di 100-anni (GWP100) per ogni emissione GHG in aria Unità dell'indicatore (in kg CO2 equivalenti/kg emissione)
Abbondanza 1998, ppt
Andamento ppt/anno
Emissioni annuali
emivita, anni GWP
CO2 367,000 2,000 6.4 PgC - 1 CH4 1,745 7.0 600 Tg 8 23 N2O 314 0.8 16 TgN 120 296 CF4 80 1.0 15 Gg >50,000 6,500 C2F6 3 0.08 2 Gg 10,000 11,900 SF6 4.2 0.24 6 Gg 3,200 23,900 CHF3 14 0.55 7 Gg 260 12,000 CF3CH2F 7.5 2.0 25 Gg 14 1,300 CH3CHF2 0.5 0.1 4 Gg 1 120 CHCl3 4
IGW = Σ GWPi • mi
Attilio Citterio
Metodologia degli Indicatori : Riscaldamento Globale (GWP)
Valori di Potenziale Riscaldamento Globale Assoluto (GWP)
Emissioni di CO2 non-mobili
Emissioni di CO2 legate all’Energia Emissioni legate al processo, es. rilascio CFC
Emissioni di CO2 mobili
Espressione dell’indicatore : “Potenziale riscaldamento globale assoluto (MT CO2)”
2 2
/(indirect)/
i ii
CO CO
NC MWGWPNC MW
=
GWP for short-lifetime chemicals
Attilio Citterio
Intervallo di tempo considerato
20 anni 100 anni
CH4 62 24 NO2 290 320 O3 2000 H1201 Halon* 6200 5600
CO2 1 1
R134aFCKW** 3300 1300 R22FCKW*** 4300 1700
Importanza delle Sostanze per il GWP (IPCC 1996)
*CHF2Br **CH2FCF3 ***CHF2Cl
Attilio Citterio
Vite medie e incertezze di ODS secondo i modelli WMO e SPARC - 2013
ODS = Sostanze che riducono l’ozono
G. J. M. Velders and J. S. Daniel Atmos. Chem. Phys., 14, 2757–2776, 2014
Attilio Citterio
Risultati del Calcolo dell’Indicatore
Valore dell’Indicatore = ∑ (Risultati Inventari × Fattore Caratterizzazione) Esempio – Potenziale di Riscaldamento Globale: Inventario – 1000 kg di emissioni di CO2 e 100 kg di emissioni di CH4 per
0.454 kg di prodotto
GPW = (1000 kg CO2 × 1 eq/kg CO2) + (100 kg CH4 × 23 eq/kg CO2) GPW = 1000 kg CO2 eq + 2300 kg CO2 eq GPW = 3300 kg CO2 eq per 0.454 kg di prodotto Nota: I soli dati di inventario dicono di focalizzarsi sulle emissioni di CO2.
La valutazione dell’impatto informa però che le emissioni di metano (CH4) hanno un impatto maggiore sul riscaldamento globale.
Attilio Citterio
Riscaldamento Globale dovuto a Richieste Energetiche
Solvente Tb, ˚C
Cp, J g-1 K-1
∆Hvap J g-1
Calore distill., J/g
Acetone 56 2.18 501 580
Acetonitrile 82 2.23 725 863
Benzene 80 1.74 393 498
Cloroformio 61 0.96 245 284
Dicloro- metano
40 1.19 330 354
Etere 34 2.33 358 390
DMF 153 2.06 578 852
DMSO 189 1.96 552 883
Solvente Tb, ˚C
Cp, J g-1
K-1
∆Hvap
J g-1
Calore distill., J/g
Etil acetato 77 1.94 363 473
Etanolo 78 2.44 837 979
Esano 69 2.27 335 446
Metanolo 65 2.53 1099 1213
Nitrometano 101 1.75 557 699
Tetraidrofurano 65 1.72 413 491
Toluene 111 1.70 360 515
Acqua 100 4.18 2259 2593
150 g CO2 per kWh or 0.042 g CO2 per kJ
Per riscaldare un liquido = q = m CP (Tf-20˚C)
Per distillare un liquido = q = m CP (Tb-20 ˚C) + m ∆Hvap
Per rifluire un liquido = q = m CP (Tb-20 ˚C) + n m ∆Hvap
×
Attilio Citterio
Chiusura del carbonio 0%
Estrazione Carbone Trasporto Costruzione Operatività
Impianto
28.5 (3%)
17.5 (2%)
5.0 (<1%) (95%)
1.0
Immis. Energia Fossile
Elettricità In uscita
0.3
Emissioni totali di gas serra 1.041 g CO2 equivalente/kWh
990.6
Bilanci EN e GWP per un Sistema di Produzione di Energia Basato sulla Combustione del Carbone
Attilio Citterio
Chiusura del carbonio 134%
Discarica e coperture Trasporto Costruzione Operatività
Impianto
10 3 1.0
Immis. Energia Fossile
Emissioni nette di gas serra - 410 g CO2 equivalente/kWh
1204
Elettricità In uscita
28.4
Emissioni Evitate 1627
Bilancio EN e GWP del Ciclo di Vita per un Sistema di Potenza a Combustione Diretta di Residui di Biomasse
Attilio Citterio
Chiusura del carbonio 95%
Discarica e coperture Trasporto Costruzione Operatività
Impianto
5.6 11%
12.1 15%
1.0
Immis. Energia Fossile
Emissioni nette di gas serra 49 g CO2 equivalente/kWh
890
Elettricità In uscita
15.6
890
10 3
31.3 64%
Bilancio Energetico e GWP del Ciclo di Vita per Tecnol. IGCC che usa Energia da Biomasse Coltivate
Attilio Citterio
Fotosintesi
Energia solare H2O
6 CO2 6 O2
C6H12O6
(biomasse)
Bilancio per 1 kg di legno
Ingresso 1.44 kg CO2
0.56 kg H2O 18.5 MJ energia solare
Uscita 1 kg biomassa
1 kg O2
18.5 MJ uso termico
Attilio Citterio
Ciclo di Vita di Emissioni di Gas Serra
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
GW
P (g
CO
2-eq
uiva
lent
i / k
Wh)
Attilio Citterio
RIASSUNTO DEI POTENZIALI
1. Acidificazione
2. Riduzione Ozono
3. Formazione Smog
4. Riscaldamento Globale
5. Tossicità umana per inalazione
6. Tossicità umana per ingestione
7. Persistenza
8. Bioaccumulazione
9. Riduzione risorse Abiotiche
dove m = massa del composto emesso M = massa dell'elemento consumato
2 2
//
i ii
SO SO
MWAPMW
αα
= A i ii
I AP m= ⋅∑[ ]
[ ]3
3
3
OO
ii
CCl F
ODPδ
δ= OD i i
iI ODP m= ⋅∑
ii
ROG
MIRSFPMIR
= SF i ii
I SFP m= ⋅∑
iGWP SF i iI SFP m= ⋅
INH i iI INHTP m= ⋅
ING i iI INGTP m= ⋅
,
,
//
i a ii
tol a tol
C RfCINHTP
C RfC=
,
,
//
i w ii
tol w tol
C RfDINGTP
C RfD=
Indice Boethling
logKow
ADPi AD i iI ADP M= ⋅
Attilio Citterio
Emissioni VOC nella Produzione del Perossido di Idrogeno
Inquinante EPD (1) (g/kg)
Ecoprofilo(2) (mg/kg)
CO2 523000 39000
NOX 760 210
SO2 360 400
Ceneri 170 120
HC 300 150
HC Aromatici 150
CO 130 37
CH4 410
Idrogeno 340 (1) AkzoNobel's dichiarazione certificata ambientale: LCA delle emissioni complessive (2) Cefic Ecoprofile data sheet: Manufacturing process emissions
H 2 O 2O 2
H 2
O
O
CH 2 CH 3
O H
O H
CH 2 CH 3
Idrogenazione Ossidazione Estrazione
Recupero Cataliz. Rigenerazione WS
Essiccaz. WS Purificazione
Concentrazione
AC Assorbitore
3.2
2.4
2.1
2.2 2.3
3.4
3.1
3.3
H2
H2O2
H2O
Org. Aqu.
WS
WS
Materiale rigenerato
Attilio Citterio
Profilo dell’Impatto Ambientale di una Centrale Termica a Carbone
Per 1,000 GWh
equiv. = equivalente -- indica risultati trascurabili
(ton. equiv. di petrolio)
(acri equiv..)
(ton equiv. CO2
(ton. equiv. O3)
(ton. equiv. Hg)
Superiore
Sostenibilità delle Risorse Energetiche Qua.
Carichi Emissioni e Scarti
Esaurimento netto – ris. energia
Inferiore
Scala degli impatti 51,800
Perturbazione Ecosistema 4,600 NA
Gas Serra Composti Acidificanti (ton. equiv. SO2 Ozono a livello suolo Particolati (ton. equiv. PM-10)
Riduzione Ozono Stratosferico (ton. equiv. CFC-113) Inquinanti pericolosi dell’aria
Scarti Per./Radioattivi (ton IBHP U ore equiv. )
Habitat terrestre e Aquatico Specie chiavi (aumento % della mortalità)
(Capacità 1500 MW; 2,296 GWH Produzione Annuale)
1,545,000 300 180 310 -- 0.008 --
*
*
PJM Impatti Medi (1998)
Attilio Citterio
Profilo dell’Impatto Ambientale di una Centrale Idroelettrica
Sostenibilità delle Risorse Energia Qua.
Carichi Emissioni e Scarti
Esaurimento Netto – ris. energia (ton. equiv. di petrolio)
Inferiore Superiore
Scala degli Impatti
Perturbazioni Ecosistema 1610
< 50%
Gas Serra (ton equiv. CO2) Composti acidificanti (equiv. tons SO2) Ozono a livello suolo (equiv. tons O3) Particolati (equiv. tons PM-10) Riduzione ozono stratosferico (equiv. tons CFC-113) Inquinanti pericolosi dell’aria (equiv. tons Hg) Scarti per./Radioattivi (tons IBHP U ore equiv. )
Habitat Terrestre e Aquatico (acri equiv.) American Shad (aumento % della mortalità)
equiv. = equivalente -- indica risultati trascurabili
Capacità (512 MW , 1714 GWH Produzione Annuale)
1,022 0.2
-- -- -- -- --
PJM Impatti Medi (1998) Per 1,000 GWh *
* 209
Attilio Citterio
Sintesi da Benzene ad Anilina
Si scaldano il benzene (75 mL, 0.842 mol) e l'acido triflico (20 mL, 0.22 mol) a 55 °C. Si aggiunge la trimetilsiliyl azide (0.037 mol, 4.4 g) in 20 mL di benzene (0.224 mol). Si agita la miscela per 50 min. fino al termine dello svolgimento di N2. La miscela si raffredda a temperatura ambiente e si mette in ghiaccio. Si estrae con diclorometano 3 volte. La fase acquosa è basificata a pH ∼13 e si riestrae con diclorometano 3 volte. Le frazioni organiche sono riunitr e seccate su MgSO4. Si evapora il solvente ottenendo l'anilina in rese del 95% e 100% di selettività.
(modificato da Olah e Ernst, JOC (1989) 54, 1203)
Composto Ruolo Massa usata (o fatta) /kg
Massa emessa /
kg Benzene
Me3SiN3
Acido Triflico
Me3SiOTf
NaOTf
CH2Cl2
NaOH
MgSO4 CO2
Reagente
Reagente
Reagente
Sottoprod. Sottoprod. Solvente Reagente Essiccante
Energia sotto- prod.
20
1.3
9.8
(2.4) (9.3) 236 2.3 8.9
(1.8)
2.0x10-2
1.3x10-3
9.8x10-3
2.4x10-3
9.3 0.24 0.12a
8.9 1.8
Tabella 1. Masse (per fare 1 kg)
Attilio Citterio
Assunti sulle Quantità Usate
Se il metodo di letteratura non ci da abbastanza informazioni: • Reflusso: n = 1 per ogni mezz'ora • L'essiccante standard è Na2SO4. Assumere 10 g per 100 mL del solvente umido. • Il riempitivo standard di una colonna per cromatografia flash è il gel di silice. La
quantità standard di questo gel è 100 g per g di campione. Il volume standard del solvente eluente è 1 L per grammo di campione.
• Se si estrae un prodotto da una soluzione di volume V, usare tre volumi uguali (3V) del solvente estraente. Lo stesso per lavare la soluzione,
Soluzioni concentrate: La salamoia concentrata (NaCl) contiene 359 g per L di soluzione Quella di NH4Cl concentrata contiene 371 g per L di soluzione. Quella di NH4OH commerciale concentrata iè al 28 wt% NH4OH. L'HCl concentrato (12 M) è al 37 wt% HCl pari a 440 g HCl per L di soluzione. L'acido acetico glaciale (17 M) è acido acetico al 100 wt% L'acido solforico concentrato (18 M) è al 96% H2SO4. L'acido d fosforico concentrato (15 M) è al 85 wt% H3PO4.
Attilio Citterio
Assunti sulle Emissioni
L'acqua, N2, O2, H2 e il prodotto sono omessi dai calcoli.
Si fissa in 0.1% la quantità di tutti i materiali consumati nella reazione che finiscono nell'ambiente.
I materiali organici non-gassosi, inclusi solventi, sotto-prodotti, intermedi e materiali di partenza sono bruciati. Si assume che lo 0.1 % di quanto usato o generato sfugga nell'ambiente.
Per reagenti e intermedi gassosi, reagenti/additivi inorganici, e intermedi inorganici, si assume che il 100 % del materiale rimanente (dopo la reazione) sfugga nell'ambiente.
Per tutti gli altri materiali usati o generati si assume un'analoga perdita del 100 %, inclusi i sotto-prodotti inorganici, i reflui acquosi, gli essiccanti, i sotto-prodotti gassosi, i catalizzatori, e i riempitivi per la colonna.
Attilio Citterio
Sintesi da Benzene ad Anilina (2)
Composto AP ODP SFP GWP INHTP INGTP PER ACCU logKow
ADP
Benzene 0 0 0.14 3.4 12 1.0 mesi 0.6 0
Me3SiN3 0 0 0 0 ? ? mesi 2.3 0
Acido Triflico 0 ? ? 0 0 4.7x10-2 settim. -0.5 F: 3.0x10-6
S: 3.6x10-4
Me3SiOTf 0 0 0 0 ? ? mesi 0.6 n/a
NaOTf 0 0 0 0 0 ? - n/a n/a
CH2Cl2 0 0.4 3.0x10-2 0.5 5.0x10-2 160 settim. 1.3 0
NaOH 0 0 0 0 0 ? - n/a 0
MgSO4 0 0 0 0 0 ? - n/a S: 3.6x10-4
CO2 0 0 0 1 0 0 - n/a 0
Potenziali
Attilio Citterio
Sintesi da Benzene ad Anilina (3)
IINGT PER t1/2, h
ACCU logKow
IAD Composti. IAP IOD ISF IGW IINHT
Indici
Benzene 0 0 2.8 66 240 19 mesi 2.1 0
Me3SiN3 0 0 0 0 0 ? mesi 2.3 0
Acido Triflico 0 0 0 0 0 0.5 settim. -0.5 F: 0.011 S: 0.754
Me3SiOTf 0 0 0 0 0 ? mesi 0.6 -
NaOTf 0 0 0 0 0 ? n/a n/a -
CH2Cl2 0 94 7.2 123 12 38,081 settim. 1.3 0
NaOH 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0
MgSO4 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0.94
CO2 0 0 0 1829 0 0 n/a n/a 0
TOTAL 0 94 10 2018 252 38,100 mesi 2.3 1.7
Attilio Citterio
Sintesi da Benzene ad Anilina (4)
Indici Composto IAP IOD ISF IGW IINHT IINGT PER
t1/2, h ACCU logKow
IAD
Benzene 0 0 2.8 66 240 19 mesi 2.1 0
Me3SiN3 0 0 0 0 0 ? mesi 2.3 0
Acido Triflico 0 0 0 0 0 0.5 settim. -0.5 F: 0.011 S: 0.754
Me3SiOTf 0 0 0 0 0 ? mesi 0.6 -
NaOTf 0 0 0 0 0 ? n/a n/a -
CH2Cl2 0 94 7.2 123 12 38,081 settim. 1.3 0
NaOH 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0
MgSO4 0 0 0 0 0 ? n/a n/a 0.94
CO2 0 0 0 1829 0 0 n/a n/a 0
TOTALE 0 94 10 2018 252 38,100 mesi 2.3 1.7
Attilio Citterio
Confronto delle Sintesi
Confronto delle vie (tutte in grammi)
Processo IAP IOD ISF IGW IINHT IINGT PER t1/2, h
ACCU logKow
IAD
#1 0 90 10 2,000 300 40,000 mesi 2.3 2
#2 1 0 200 5,000 20 40,000 mesi 0.6 0.2
#3 600 0 0.2 100 4,000 100,000 mesi 1.9 0.1
#4 3,000 0 5 1,000 600,000 300,000 mesi 1.9 1000
Attilio Citterio
Dati Primari
Indicatori per Scienziati
Quantità Totale di Informazioni
Aumento Condensazione dei Dati
Indicatori per Operatori Politici
Indicatori per il Pubblico
Dati Analizzati
FONTE: World Resources Institute, 1995, ‘Environmental Indicators’
Gerarchia degli Indicatori
Attilio Citterio
Problematiche dell’Indicatore
• Aggregazione per es. operazioni, prodotti, divisioni, strutture Diversità Biologica? Velocità di alfabetizzazione? Investimento della comunità?
• Normalizzazione e Misura “efficienza”, per es. energia per unità di che tipo (fisico-chimico, finanziario, sociale)
• Resoconto • Utilizzatori • Standardizzazione e Confronti
Attilio Citterio
Approccio ECO-it - Valutazione del Rischio
Sviluppato in Olanda Basato su requisiti e dati Europei
Tre parametri “Eco” Salute umana
• Numero/durata di malattie-infortuni, anni di vita persi • Cause: variazioni climatiche, distruzione strato di ozono, effetti cancerogeni,
effetti respiratori, radiazioni ionizzanti
Qualità dell’Ecosistema • Diversità delle specie • Cause: eco-tossicità, acidificazione, eutrofizzazione, uso della terra
Risorse • Energia in eccesso necessaria in futuro per estrarre minerali/ risorse fossili di
qualità inferiore • Impoverimento delle risorse agricole / totali considerate sotto la voce uso della
terra
Attilio Citterio
no si
Definizione dell’obiettivo
Identificazione dei pericoli
Identificazione di come si può valutare il pericolo
Stima delle conseguenze se si verifica il pericolo
Stima della probabilità che succeda l’evento pericoloso
Calcolo del rischio
Valutazione della rilevanza del rischio
Scelta di un esame più approfondito
Fasi della Valutazione del Rischio
Attilio Citterio
vedi: http://www.pre.nl/eco-indicator99/
Fase Inventari Modelliz-zare tutti i processi nel ciclo di vita Soprattutto nella sfera tecnologica
Risultati Inventari Emissioni
Modelliz-zare effetti e danni Soprattutto nella sfera-Eco e nella sfera Valore
Peso delle tre categorie di danno Soprattutto nella sfera-Valore
Indicatore
Danni alle
risorse
Danni a qualità
eco-sistema
Danni a salute umana
Risorse
Uso terra
Emissioni
Metodo di Valutazione Eco-Indicatore 99
Si prendono in esame tre sfere: • La sfera tecnica • La sfera ecologica • La sfera economica
Attilio Citterio
Livello Considerazioni su salute umana Considerazioni su ecosistema
200
10
130
10
Effetti Acuti
20
Effetti acuti misurabili nel 5% delle specie della
comunità acquatica
Effetti Cronici Effetti cronici misurabili nel 5%
delle specie della comunità acquatica
Intervallo Voluto di Qualità µg/m3
Concentrazione tollerabile, ma basso Rischio di cancro alla pelle in
Individui molto sensibili a lungo termine
Rischi sulla salute inaccettabili
Intervallo Voluto di Qualità
Es.: Livelli di Arsenico (As) nell’Acqua
Attilio Citterio
Pesatura Valore Rischi nell’intervallo
Alto
Medio
Basso
5
4
3
2
1 0 – 10 µg/m3: Nessun effetto sulla salute umana o sull’ecosistema In una regione delle concentrazioni di arsenico
10 – 20 µg/m3: Basso rischio per la salute umana e nessun effetto misurabile sull’ecosistema acquatico
20 – 130 µg/m3: rischio crescente per la salute umana ed effetti cronici misurabili per l’ecosistema acquatico
130 – 200 µg/m3: Rischi elevati alla salute umana ed effetti acuti misurabili sull’ecosistema acquatico
200 µg/m3: Rischi inaccettabili per la salute umana e l’ecosistema in una regione per le alte concentrazioni di arsenico
Livelli di Rischio per l’Arsenico nell’Acqua
Attilio Citterio
tecnica caratterizzazione
Def
iniz
ione
obi
ettiv
o e
scop
i pr
epar
azio
ne d
i una
dec
isio
ne
tecnico (e.g. TQM)
economico (e.g. LCC)
ambientale
Struttura dei costi
valutazione dati caratterizzazione
valutazione impatto
decisione
Continua fornitura di dati e controllo
regolamenti (i.e. leggi)
Rispetto delle norme
company specific goals
Sistema di gestione
verifica del sistema
obiettivi specifici della società
t
w
u
econ.
tec.
env.
t
w
u
econ.
tec.
env.
Strumenti per l’assunzione di decisioni
Raccolta dati inventario
Ingegnerizzazione del Ciclo di Vita
Attilio Citterio
Analisi del Mercato, Competitori, Governo e Clienti Esame dei processi a creazione di valore
Ciclo R+D Ciclo Marcato e Servizi
Vecchie risp. Prodotti prec.
Ideazione e definizione
fasi
Progettazione verifica prototipi
Pianificazioni Batch, serie 0
Produzione, vendite servizi
Processo di definizione del prodotto
Livello operativo
Innovazione Variazione
Valutazione e Scelta delle Alternative
Strategia aziendale, Politica aziendale
Valutazione del processo
Livello decisionale
Informazione
Orientamenti, Strategie
Con
trol
lo
avvio R+D
Con
trol
lo
Con
trol
lo
Con
trol
lo
Con
trol
lo
Avvio Prod.
Variazione Eliminazione
Avvio Vendite
Scelta Idee
Linee Guida per l’Assunzione di Decisioni
Attilio Citterio
Analisi del Mercato, Competitori, Governo e Clienti Esame dei processi a creazione di valore
Ciclo R+D Ciclo Marcato e Servizi
Vecchie risp.
Prodotti prec.
Ideazione e
Definizione fasi
Progettazione Verifica
Prototipi Pianificazioni Batch, serie 0
Produzione, vendite servizio
Processo di definizione del prodotto
Livello operativo
Innovazione Variazione
Valutazione e Scelta delle Alternative
Strategia aziendale, Politica aziendale
Valutazione del processo
Livello decisionale
Informazione
Orientamenti, Strategie
Con
trol
lo
Scelta Idee
Attività R+D
Attività Didtrib.
Modifiche Elimin. C
ontr
ollo
Con
trol
lo
Con
trol
lo
Con
trol
lo
Attività Produz.
LCA completo
EMS EPE LCE+LCC
LCA preliminare
Strumenti per l’Informazione Ambientale
Attilio Citterio
Obiettivo / Sforzo
• LCA Concettuale - Pensare il ciclo di vita E’ il primo e più semplice livello di LCA, usato per effettuare
valutazioni basate su un inventario limitato e di tipo qualitativo.
• LCA Semplificata - Indagine Lo scopo di questo approccio è lo stesso di una LCA dettagliata
ma qui vengono praticate semplificazioni volte a ridurre sensibilmente il tempo necessario a compiere lo studio.
• LCA dettagliata E’ l’approccio più specialistico e scientifico.
Attilio Citterio
Costi e Livello di Sforzo
Cambi di Processo e Strumentazione
Tecniche GP
Progettazione per l’Ambiente
Cambi nelle Materie in Ingresso Conservazione delle Risorse
Riciclo, Riuso e Recupero Miglioramento Procedure Operative
Buona conduzione e attenzione ai Reflui
Controllo dell’Inquinamento
Tecniche GP, Costi e Livello degli Sforzi
Attilio Citterio
Livello di dettaglio in alcune applicazioni dell'LCA. "x" in grassetto indica il livello più usato. Livello di dettaglio nella LCA. Applicazioni Concettuale Semplificato Dettagliato Commenti Progettazione per l'Ambiente x x - Nessun legame formale al LCA Sviluppo di Prodotto x x x Forte variazione nella
sofisticazione Catene ambientali (marchio ISO tipo II)
x Talvolta basata sull'LCA
Marchi ambientali (marchio ISO tipo I)
x Valutazione inventari e/o dell'impatto
dichiarazione Ambientale (marchio ISO tipo III)
x Valutazione inventari e/o dell'impatto
Organizzazione delle vendite x x Inclusione dell'LCA nel rapporto ambientale
Progettazione strategica x x sviluppo delle conoscenze LCA Approvvigionamento verde x x LCA non dettagliata come nella
definizione di marchi ambientali Schemi di deposito/rimborso x LCA a ridotto numero di
parametri Tasse Ambientali "verdi" x "
Livelli di Dettaglio nell’LCA
Attilio Citterio
Gestione del Ciclo di Vita (LCM = Life Cycle Management)
• LCM è l’applicazione del modo di pensare in termini di ciclo di vita nella moderna pratica aziendale con l’obiettivo di gestire il ciclo di vita totale dei prodotti e servizi di una organizzazione verso un consumo e una produzione più sostenibile.
• LCM è una integrazione sistematica della sostenibilità, cioè nella strategia e pianificazione aziendale, nella progettazione e sviluppo del prodotto, nella presa di decisioni e nei programmi di comunicazione.
• LCM non è un singolo strumento o metodologia ma un contesto gestionale flessibile e integrato di concetti, tecniche e procedure che incorporano aspetti ambientali, economici, e sociali dei prodotti, processi ed organizzazioni
• LCM è volontaria e si può adattare gradualmente alle specifiche necessità e caratteristiche delle singole organizzazioni.
Attilio Citterio
Promotori dell’LCM e Benefici
Strategia aziendale Espansione dei programmi di gestione del prodotto Vantaggio competitivo: essere alla frontiera dello sviluppo Riduzione costi: aumentata efficienza operativa e delle risorse Miglioramento della reputazione/immagine pubblica, e delle relazioni generali con
gli operatori Aumento dell’innovazione di prodotto: sviluppo e progettazione di nuovi prodotti Aumento del valore del marchio (prodotti ‘sostenibili’)
Requisiti di mercato Aumento di quote di mercato: vantaggi dei ‘primi attori’ su problemi di sostenibilità Abilità a focalizzarsi sulla sostenibilità ed andare oltre il limite della produzione; es.
• Gestione della catena degli approvvigionamenti (valutazione fornitori) • Comunicazione nella catena del valore • Dichiarazione di prodotto ambientale
Requisiti del settore finanziario Aumento del valore degli attori, diventare un ‘Dow Jones Sustainability Index’ Attività meno rischiosa con diminuita responsabilità sfociante in tassi di
assicurazione inferiori e ridotte sanzioni. Nuove norme regolatorie o legislative
Anticipare future norme legislative, Associarsi a schemi di ”eco-labeling” e programmi di “green public procurement” Associarsi a programmi di responsabilità sociale aziendale.
Attilio Citterio
GESTIONE DEL CICLO DI VITA
Obiettivo
Concetto
Strategie
Strumenti
SOSTENIBILITA’
PENSARE IN TERMINI DI CICLO DI VITA
Prevenzione inquinamento Gestione del prodotto e della catena di fornitura
Sistemi ISO 9001, TQM, EFQM
Produzione più pulita, LCA, Eco-design
Dimensione sociale Dimensione Ambientale Dimensione economica
EMA & LCC
Spiegazioni: OHSAS = Occupational Health And Safety, POEMS = Product Oriented Environmental, Management System, TQM = Total Quality Management, EFQM = European Foundation for Quality Management, LCA = Life Cycle Assessment, EMA = Environmental Management Accounting, LCC = Life Cycle Cost Analysis.
Valutazione posto di lavoro
Responsabilità sociale dell’azienda
OHSAS 18001 Live
llo d
i ges
tione
LCM Obiettivi, Strategie, Sistemi, Strumenti
ISO 14001 & POEMS
Attilio Citterio
Sommario delle Problematiche LCM
Politiche / Strategie
Sistemi / Processi
Concetti / Programmi
Strumenti/ Tecniche
Dati / Informazioni / Modelli
Sviluppo Sostenibile, Triple bottom line, Politica Integrata del Prodotto (IPP), Dematerializzazione (Fattore 4 -10), Produzione più pulita, Ecologia Industriale, Eco-efficienza, Gestione della Qualità Sostenibile, ecc.
Sistemi di Gestione Integrata e Ambientale (p.es. ISO 9000/ 14000, EMAS, EFQM), Responsabilità Estesa del Produttore (EPR), Processo di Sviluppo del Prodotto (PDP), Certificazione, Comunicazione Ambientale, Gestione Catena del Valore, ecc.
Gestione del Prodotto, Progettazione per l’Ambiente, Gestione Catena Forniture, Approvvigionamenti Verdi Pubblici, Coinvolgimento Operatori, Responsabilità Sociale dell’Azienda, Contabilità verde, Valutazione Fornitori, ecc.
Analitica: LCA, MFA, SFA, I/O, ERA, CBA, LCC, TCO, ecc. Procedurale: Audizioni, Liste di Controllo, Etichettatura, EIA, ecc. D’appoggio: Pesatura, Incertezza, Sensibilità/Predominanza, Scenari, Retrospettive, Standard, Accordi Volontari, ecc.
Dati: Banche dati, Immagazzinamento dati, Controllo. Informazione: Riferimenti di Pratica Ottimale, Riferimenti, ecc. Modelli: Indicatori, Sorte, Dose-Risposta, Monte Carlo, ecc.
Attilio Citterio
La LCM Coinvolge Molti Livelli Organizzativi
• LCM deve essere una priorità elevata per tutte le sezioni direttive, e tutti i dipartimenti / funzioni rilevanti devono parteciparvi
• La partecipazione degli addetti assicura che le iniziative LCM saranno profondamente radicate nell’organizzazione e che l’attenzione verterà su miglioramenti concreti al profilo ambientale del prodotto, piuttosto che mere parole e raccolta di dati.
Distribuzione verde
Vendite verde
Produzione più pulita
Acquisti verdi
Progettazione per l’ambiente
Politica ambientale e strategia di prodotto basate sul ciclo di vita
Distribuzione
Vendite e marketing
Produzione
Sviluppo prodotto
Acquisti
Gestione
Gestione del Ciclo di Vita
Attilio Citterio
Con LCM si va oltre i Confini Aziendali
• La LCA: flusso di materiali dall’acquisto delle materie prime alla produzione, trasporto, uso e smaltimento.
• Il mercato: un flusso di valore e danaro dal consumatore al produttore.
• Comunicazione e cooperazione in forma di scambio di conoscenze ed esperienze.
Spostare la focalizzazione dall’ambito ristretto dell’organizzazione all’intera catena del prodotto include:
Collaborazione nella Catena del Prodotto
consumatori Sub-fornitori
Distributori
Produttori Commercianti
Smaltitori
Produttori di Materie prime
Flusso di materiali e servizi
Flusso di denaro e qualità
Comunicazione e cooperazione
Attilio Citterio
Esempi di Sistemi Integrati di Gestione
ISO 9001:2000 qualità
ISO 14001:2004 ambiente
ISO 18001:2004 sicurezza e salute
occupazionale
SA 8000:1999 responsabilità sociale
AA 1000:1999 responsabilità
AFNOR FD X 50-189:2003 Sistemi di gestione – Linee guida per l’integrazione
AFNOR AC X 50-200:2003 Sistemi di gestione Integrata – Buone pratiche e ritorni d’esperienza
DS 8001 Guida ai sistemi integrati di gestione
Attilio Citterio
Progettazione Basata sul Ciclo di Vita e Sviluppo del Prodotto
La Progettazione determina Il 70~80% dei costi totali di progetto del ciclo di vita la maggior parte degli impatti ambientali del ciclo di vita
La valutazione preventiva degli aspetti ambientali “dalla
culla alla tomba” del sistema prodotto può portare ad una efficace integrazione delle considerazioni ambientali nel processo di progettazione
“Long-term prosperity depends not on the efficiency of a fundamentally
destructive system, but on the effectiveness of processes and products designed to be healthy and renewable in the first place”
William McDonough
Attilio Citterio
Progettazione per l’Ambiente (DFE)
Esame dell’intero ciclo di vita progettato per il prodotto e identificazione delle misure che si possono prendere per
minimizzare l’impatto ambientale del prodotto in fase di progetto
Le strategie DFE considerano le misure di progetto per ridurre l’impatto ambientale in ogni stadio del suo ciclo di vita
• Materie prime: soluzioni per es. per la conservazione delle risorse
• Produzione: predisporre per l’eco-efficienza in fase di produzione
• Uso del prodotto: Prevedere le fasi di uso del prodotto per es. per l’efficienza energetica e dell’acqua, ridotto uso di materiali, e aumentata durabilità
• Fine vita: considerazioni chiave di progetto includono la progettazione per il smontaggio, la progettazione per la durabilità, il ri-uso del prodotto e la progettazione per il riciclaggio.
Attilio Citterio
Progettazione per l’Ambiente (DfE) Valutazione
• Tre Categorie di Criteri di Valutazione Energia Consumi durante l’intero Ciclo di vita Materiali Uso e Scelta Processo Miglioramento e Scelta
• Strumenti Strumenti per la valutazione del ciclo di vita Strumenti per scelte CAD/Materiali/Processo Strumenti per la Modellizzazione per il Smontaggio e Analisi Strumenti di Simulazione
Attilio Citterio
Sviluppo Integrato di Prodotto
Tecnico
Ecologico Economico
Materie prime Produzione Uso Fine vita Materie prime Produzione Uso Fine vita
Criteri
Progettazione Misure
Cambio compito
Cambio di funzione Cambio del principio
di lavoro Cambio di progetto
Cambio di materiale
Attilio Citterio
Progettazione per l’Ambiente
classificazione dei compiti
Progetto concet.
Progetto
Progetto dettagliato
produzione uso riciclo smaltimento
Materie prime
Attilio Citterio
Eco-Design
L’Eco-Design considera le relazioni tra un prodotto e l’ambiente.
Proposte comuni:
Gli impatti ambientali derivati dai prodotti sono continuati a crescere relativamente ai processi di produzione
Una prospettiva di ciclo di vita sugli impatti ambientali di un prodotto cattura l’intera catena produzione-consumo
Degli impatti (ciclo di vita) derivanti dai prodotti, il 60% - 80% sono determinati in fase di progetto
Focalizzarsi sul prodotto è il modo migliore per attrarre l’interesse e l’azione del mondo finanziario in quanto si focalizza sulla vulnerabilità di mercato del prodotto.
Progettazione Cradle-to-Cradle – Un Nuovo Paradigma
• Cambio effettivo: Progettare in primo luogo processi e prodotti industriali senza generare inquinanti tossici ne “scarti"
Attilio Citterio
Progettazione da Fonte a Fonte – “Ambientalmente Intelligente”
Il nuovo paradigma modella l’industria umana sui processi naturali per cui
SCARTI = CIBO I materiali sono visti come nutrienti circolanti in metabolismi salubri e sicuri:
1) Il metabolismo biologico della Natura deve essere protetto e arricchito
tutti gli scarti = cibo per sistemi biologici (biodegradabili)
2) Il metabolismo tecnico accresciuto dalla circolazione di minerali e materiali sintetici
Tutti gli scarti = fonti per altri sistemi industriali
Cradle-to-Cradle by William McDonough & Michael Bragnaurt
http://www.mbdc.com
Attilio Citterio
Progettazione da Fonte a Fonte – Benefici
• Progettare per acquirenti a tempo – prodotti affittati più e più volte alla base acquirente
• Gestione del rischio – i rischi per la salute umana e ambientale sono ridotti eliminando il concetto di scarto e scegliendo materiali che sono sicuri per entrambi i sistemi umano e naturale
• Riduzione dei costi – drammaticamente riduce i costi legali e dei materiali
• Differenziazione di prodotto – i prodotti che offrono eccellenza di vendita da tutti i punti di vista
“Cradle-to-Cradle designs have positive effects extending beyond the client company to its suppliers, customers, communities, and the natural world”
William McDonough
Attilio Citterio
Product Stewardship
Un approccio alla gestione ambientale centrato sul prodotto, in cui i produttori – sia volontariamente o sotto spinte governative – si assumono la responsabilità per gli impatti dell’intero ciclo di vita di un prodotto e della sua confezione Benefici:
- Opportunità di marketing verde - Evitare normative - Raggiungere obiettivi ambientali
L’obiettivo della gestione del prodotto è di incoraggiare i produttori a ridisegnare i prodotti con minori tossine, a farli più durevoli, riusabili, riciclabili, e a usare materiali riciclati.
Gli strumenti del Product Stewardship includono: Programmi Take-back Leasing Gestione del ciclo di vita Responsabilità condivisa Responsabilità estesa del produttore Responsabilità del formulatore
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto Tossicologico
Metodi per la valutazione degli impatti tossici tossici
CML 96 Eco-indicatore 99
A B
alternativa riferimento
A B
+ altri metodi
cancerogeni + altri metodi
Unit-Risk
A B
endocrini
A B
EAP (Potenziale d’attività Estrogenica)
alternativa riferimento
alternativa riferimento
alternativa riferimento
soluzione: metodo «Darmstadter Model» LCAD
locale regional
e
globale
Valutazione impatti
Aggre- gazione
risultati
Cd Pb Hg PCDD/F SO2 Nox PCB Benzene
Impatti
tossico
cancerogeno
endocrino
fattori di pesatura
inventory analysis
Supl
us c
aric
o am
bien
tale
d
isca
rica
alternativa riferimento
Attilio Citterio
Tox Acuta umana Tox Acquatica Ult. Biodegradabile Classif. Amb. EU
Ottimo (3)
Migliore (2)
Accettabile (1)
Classe 3
• LD50 >2000 mg/kg
Classe 2
• LD50 tra 500 -2000 mg/kg
Classe 1
• LD50 < 500 mg/L
Classe 3, Preferito
• LC50/EC 50> 1mg/L
• 3 o più specie testate
Classe 2
• LC50/EC 50> 1mg/L
• 1/2 specie testate
Classe 1
• LC50/EC50 < 1mg/L
Classe 3
• Rapidamente biodegradabile (OECD 301)
>60% w/in 10 giorni
Classe 2
• >60% w/in 28 giorni
Classe 1
• <60% w/in 28 d
Classe 3 (Ottimo)
• tos. acquatica 100mg/L
Classe 2 (Migliore)
• No classificazione neg.
• Rapidamente biodegradabile
• Aquatic tox >1mg/L
Classe 1 (Accettabile)
• Qualsiasi classificazione
• EU (N, R50; N, R50-53; N, R51-53; R52-53, R52 or R53)
Carta Verde Chimica per Tensioattivi
Attilio Citterio
Processo di Sviluppo di una Prodotto
Pianificazione
Progettaz. concettuale
Proget. dettagliata
Prove/ Prototipo
Produzione Lancio
G Obiettivi e Politiche Aziendali
Attività di Supporto
G G G G Rassegna
Prodotto
Fonte ISO/TR 14062: 2002
tappa Un insieme di compiti che generano informazione, tipicamente in forma di
risultati quali disegni, report, ecc. Necessari a supportare le decisioni chiave
porta Un punto per esaminare se si può decidere di continuare ad investire nel
progetto o di terminarlo.
tappa
G
Attilio Citterio
Tappe - Dettagli
Indagini sulle pressioni esterne, attese del pubblico, bisogni dei clienti, e degli orientamenti industriali per definire i requisiti per una riuscita offerta del prodotto
Pianificazione
Progettaz. Concettuale
Progettaz. Dettagliata
Valuta l’adattamento strategico delle singole opportunità di affari con le capacità ed obiettivi aziendali. Sviluppa il concetto di prodotto
Sviluppa liste complete di materiali, disegni, piani di fabbricazione, ecc. che soddisfano le specifiche tecniche e avvia la progettazione dei processi di produzione e sostiene i processi consistenti con i costi di progetto e la qualità degli obiettivi
Attilio Citterio
Tappe - Dettagli
Costruisce prototipi e realizza prove di prestazione Gli obiettivi prefissati confermano la fattibilità del progetto e verificano i costi progettati di produzione.
Lancio Produzione
Sguardo sul Prodotto
Introduce il prodotto in mercati selezionati.
Rianalizza e fa proprie le lezioni derivanti dal progetto e le utilizza per migliorare i progetti successivi.
Prove/ Prototipo
Attilio Citterio
Beni durevoli, (p.es. dispositivi)
Uso singolo, (p.es. pannolino)
Matl. Prod. Uso EOL
Impa
tto
Matl. Prod. Uso EOL
Impa
tto
Strategie di Eco-design
• Risparmio energetico
• Eliminazione di costituenti tossici e di altri costituenti minori che complicano la manutenzione e i miglioramenti
• Biodegradabilità
• Eliminazione di qualsiasi materiale problematico dopo il suo smaltimento
Esempi di Profili di Ciclo di Vita di un Prodotto
Attilio Citterio
Approccio Eco-design
Definizione di Prodotto (Sistema)
Eco-design Comunicazione
Ambientale
Valutazione Ambientale
Prospettiva Ciclo di vita
Prospettiva fornitori
Definisce un prodotto da migliorare da un punto di vista ambientale
Identifica i componenti, parti, e materiali del prodotto, oltre che le informazioni sugli stadi del ciclo di vita del prodotto.
Risultato La composizione del prodotto, sistema di prodotti, dati sugli stadi
del ciclo di vita, e parametri tecnici del prodotto rilevanti per gli aspetti ambientali significativi o per i parametri ambientali
Attilio Citterio
Valutazione Ambientale (II)
Prospettiva Ciclo di Vita
Prospettiva Attori
• Valuta gli aspetti ambientali di un sistema prodotto in base alla visione degli attori come le normative legislative, le richieste di mercato, e i prodotti dei competitori.
• Strumenti: EQFD e EBM
• Valuta gli aspetti ambientali di un sistema prodotto in base all’impatto ambientale causato dal sistema prodotto.
• Strumenti: pensare in termini di ciclo di vita e LCA
Risultato Un insieme di parametri ambientali significativi di un prodotto
sull’ambiente
Attilio Citterio
Eco-design (III)
• Connette i parametri ambientali significativi a rilevanti strategie ambientali • Identifica rilevanti misure di adeguamento per il miglioramento dei parametri
ambientali implicati in una determinata strategia ambientale • Sviluppa riprogetta compiti per l’adeguamento scelto • Sviluppa specifiche di prodotto. Si basa su specifiche fisse e auspicate • Identifica la funzione del prodotto di riferimento e quindi aggiunge nuove
funzioni e/o modifica le funzioni esistenti in base alle specifiche del prodotto. • Genera idee per realizzare la funzione • Genera varianti. Connettendo le idee corrispondenti a ciascuna funzione del
nuovo prodotto migliorato genera le varianti • Sviluppa il concetto di prodotto selezionando le varianti. Si valutano le varianti
in base a criteri economici, tecnici, sociali e ambientali • Articola una progettazione dettagliata di personalizzazione, aspetto, prove,
prototipo, produzione e lancio sul mercato
Attilio Citterio
Quadro LCA, 13101 e Oltre
Fuoco sugli attributi del Prodotto – Contenuto del Prodotto, Profilo di Emissioni, Caratteristiche Prestazionali
Fuoco sul Processo – Consumi e Fonti d’Energia Difetti, Generazione Scarti, Emissioni in Aria e Acqua.
Dove si tende – Ambientalmente Preferibile, Ben Gestito, Sostenibile
CONTENUTORICICLATO
ISO 9000 BASSA EMISSIONE
EFFICIENZA ENERGETICA
BIODEGRADABILE
LCI/LCA
ISO 14000
ORGANICO
EPP
REGISTROGHG
ENERGIA RINNOVABILE
Attilio Citterio
Comunicazioni Relative al Ciclo di Vita
• Distinguere tra strumenti di comunicazione e operatori interessati • Consumatori finali • Clientela d’affari • Operatori finanziari • Amministratori pubblici e programmatori di politiche • Altri operatori sociali
• Marchi ISO-tipo I (etichette) rivolti ai consumatori Però, limitazioni importanti degli eco-marchi
altri strumenti di comunicazione aumentano la consapevolezza e favoriscono un uso migliore dei prodotti
Semplificazione delle complesse informazioni sul ciclo di vita raccolte nelle rivendicazioni ISO-tipo II
Dichiarazioni ISO-tipo III per B2B Combinazione di strumenti
Attilio Citterio
Consumatori Finali – Marchi ISO-Tipo I
• Diffusione delle etichette ISO-tipo 1 • Numero di gruppi di prodotto, aziende e prodotti per i principali
schemi di etichettatura ISO-tipo 1 alla fine del 2002.
Nazione Gruppi di Prodotto
Aziende Prodotti
Giappone 1989 64 2107 5152
Germania 1978 94 995 3114
Paesi Nordici 1989 55 658 2872
Svezia (Falcon) 1992 14 617 1226
Spagna/Catalogna (DGQA)
1994 16 79 864
Austria 1991 44 334 645
EU2 1992 19 128 576
Francia 1992 15 47 443
Olanda 1992 69 257 360
Spagna (AENOR) 1994 13 71 77
Anno di istituzione
Attilio Citterio
Confronto degli indicatori di prestazione chiave dal 2001 al 2012 (EU Ecolabel )
KPI 2001 2005 2011 2012
N° di compagnie 83 250 887 ~ 1000
N° di licenze 95 279 1357 1671
N° di prodotti (no stat.) (no stat.) 17935 17176
N° di persone che hanno visto/sentito o comprato prodotti Ecolabel
(no stat.) 11% (in 2006) 37% (in 2009) (no stat.)
EU Ecolabel Work Plan for 2011 – 2015 http://ec.europa.eu/environment/ecolabel/about_ecolabel/pdf/work_plan.pdf
Attilio Citterio
Consumatori Finali – Marchi ISO-Tipo II
Esempio: Marchi ISO-tipo II in Giappone Panasonic: Il fattore X fornisce informazioni concise sul miglioramento
di nuovi prodotti rispetto a quelli vecchi
fattore GHG = (efficienza GHG del nuovo prodotto) / (efficienza GHG del vecchio prodotto), dove
efficienza GHG = (vita prodotto x funzioni prodotto) / (emissioni GHG sull’intero ciclo di vita)
Attilio Citterio
SCHEMA SETTORIALE
AIMCC (costruzioni)
RTS (costruzioni), carta AUB (costruzioni)
MRPI (costruzioni)
NAZIONE
Danimarca
Francia
Finlandia Germania
Italia
Olanda
Norvegia
Svezia
Inghilterra Profili ambientali BRE (costruzioni)
SCHEMA NAZIONALE
Progetto pilota EPD (DEPA – Danish Envir. Protection Agency)
Programma ANPA 2000-2001 EU-LIFE INTEND - EPD (2003/05)
-
Standard sperimentali sulle dichiarazioni ambientali tipo III AFNOR – Ass. Francaise de Normalisation)
Progetto NHO Tipo III NHO – Conf. Norwegian Industry
programma EPD (SWEDAC - Swedish Environmental Management Council)
Macchine Volvo EPDs Camion Volvo EPDs Dichiarazione IT Eco Byggvarudeklaration (Costruzioni) Dichiar. Ambientali Teko (Tessile)
Clientela d’Affari – Dichiarazione ISO – Tipo III
Attilio Citterio
Relazioni tra gli Operatori
Operatori Secondari
Media
Comunità Locali
Fornitori di Tecnologia
Commercio / Associazioni di Categoria
Sindacati
Istituti di Ricerca / Università
Organizzazioni Non-governative Ambientali e Sociali Organizzazioni Intergovernative
Fonte: Wuppertal Institute, 2004
Dipendenti
Banche, Compagnie Assicurazione, Analisti Finanziari
Affari & Prodotti Fornitori / Attività precompetitive
Clienti Autorità Pubbliche
Operatori Primari
Attilio Citterio
Comunicazioni - Depliant Illustrativi (es. detergenti liquidi)
Fonte: Unilever
Attilio Citterio
Comunicazioni: Relazioni su Inventari Ambientali
Eisai Co., Ltd. (2012)
Attilio Citterio
Esempio di Report: Andamento Emissioni in Svezia
Attilio Citterio
Responsible Care (un programma volontario)
• Un obbligo per i membri dell’American Chemistry Council (ACC)
• Iniziato nel 1988 a seguito dell’incidente industriale di Bhopal, India
• Focalizzazione inerentemente negativa: miglioramento prestazioni su Ambiente, Salute e Sicurezza (EHS), garanzie, problematiche di gestione del prodotto, e catena del valore
• In Italia il programma è partito nel 1992 con l’obiettivo di raggiungere:
Miglioramenti continui delle predette prestazioni Buona comunicazione dei risultati ottenuti favorendo una relazione
trasparente con le istituzioni e il pubblico.
Esempi di LCA Prof. Attilio Citterio Dipartimento CMIC “Giulio Natta” http://iscamap.chem.polimi.it/citterio/education/course-topics/
Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Course 096125 (095857)
Introduction to Green and Sustainable Chemistry
Attilio Citterio
Esempi di LCA
(1) Prodotto chimico. Dalle materie prime e da intermedi si passa tramite trasformazioni chimiche al prodotto con specifiche di composizione, da usarsi tal quale.
(2) Formulato. Miscela di materie prime con prestazioni ben definite.
(3) Componente di un prodotto - Parte di un prodotto più complesso ma realizzabile per produzione separata e alla fine assemblato (per es. paraurti di un’automobile)
(4) Settore industriale. Ambito di trasformazioni in cui si realizza una serie di attività atte a raggiungere un obiettivo, per. es. editoria, tessile, automobilistico, ecc.
Attilio Citterio
Esempio 1: Processi di Produzione Cloro-Soda
Profilo ambientale normalizzato dei tre processi di produzione cloro soda. La normalizzazione si basa sul confronto con il peso ambientale totale annuale dell’Europa
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0,01(e
q./y
r)
diaframmamercuriomembrana
Attilio Citterio
Esempio 2 – Lavaggio Domestico in Europa – Struttura del ciclo di vita di Ariel 2001 (Formulato)
Attilio Citterio
Indicatori LCIA per il detergente in polvere Ariel 2001 (Formulato)
indicatore LCIA Unità Totale Formulazione Produzione Confezion. Distribuzione Uso Trattamento acque
Cambiamento climatico g eq. CO2 298 50,40% 5,44% 1,99% 1,15% 27,80% 13,21%
Riduzione strato di ozono g. eq. CFC-11 0,000049 75,79 0 1,6 5,23 10,95 6,43
Ossidanti fotochimici g eq. C2H4 0,029 44,70% 0,68% 0,81% 1,22% 40,86% 11,73%
Tossicità umana g 1,4-DCB eq 26,42 51,75% 0,00% 0,91% 1,11% 42,09% 4,14%
Acidificazione g eq. SO2 0,58 72,24% 3,45% 2,31% 3,34% 16,90% 1,77% Eutrofizzazione g eq. PO4
3- 0,46 31,29% 1,19% 0,83% 1,11% 5,75% 59,83% Eco-tox. acquatica (USES 2,0) g 1,4-DCB eq 27474 38,58% 0,00% 0,32% 1,30% 25,16% 34,63%
Eco-tox. acquatica (CML1992) m3 poll. wat 0,032 49,32% 0,00% 1,22% 0,43% 3,88% 45,16%
Procter & Gamble (2001)
Attilio Citterio
Ingredienti in Detergenti da Bucato e Smacchiatori
Tipo di ingrediente Funzione Esempi Anti-redeposition agents Prevents dissolved dirt to reattach to textiles and greying. CMC, CEC, polymers, starch
Bleaching agents Removes or decolorizes (whitens or lightens) stains that are not removed by surfactants
Perborate, percarbonate, hydrogen peroxide, peracids, sodium hypochlorite
Bleach activators Activates the bleaching agent. Peracid precursors. TAED
Bleach catalysts Makes H2O2 or O2
1 more effective. Enables bleaching at lower T, complexing organic molecules with a metallic center. Manganese complexes
Buffering agents Stabilizes the pH of the wash water to maintain the cleaning efficiency. Cleaning is reduced under acidic conditions Carbonate, citrate, citric acid
Builders (co-builders) Binds Ca2+ in water and soil on the clothing. Allow better access to the soil for surfactants and thus improves cleaning
Phosphate, phosphonate, zeolite, silicates, X2CO3, citrate, polycarboxylates
Colorants Aesthetic / marketing value Various coloring agents Corrosion-inhibitors Protects the washing machine against corrosion Silicates Dye-transfer inhibitors Prevents transfer of dyes from one textile to another Polymers, co-polymers (PVP or PVPI)
Enzymes Specific stain removal, biodetergency, whiteness, color Proteases, lipases, amylases, cellulases, mannanase, pectinase
Optical brighteners Reflect ultra-violet sunlight as white, visible light. Impression. FWA-1, FWA-5 Fillers Adds structure Na2SO4 (In liquid products: water) Fragrance Aesthetic / marketing value Various fragrance mixtures
Hydrotropes Increases the solubility of other ingredients in liquid products. Regulates viscosity.
Cumene/xylene/toluene sulfonates, urea, ethanol
Preservatives Prevent growth of microorganisms in liquid products Various types of preservatives
Soap Cleaning agent. Reduces surface tension and loosens/disperses/ suspends the soil.
Soluble sodium or potassium salts of fatty acids (C8-C22)
Solvents Dissolution of ingredients (in liquid products) Alcohols Suds inhibitors Reduces the quantity of suds (foam) in the washing machine Soap, low foaming surfactants, silicones Surfactants As soap (Alkyl ether sulfates, alkyl sulfates) alcohol ethoxylates, alcohol alkoxylates
Attilio Citterio
Progettazione Spessore Peso Peso2 Paraurti Paraurti semi-finiti
[mm] [kg] [kg]
Acciaio 0.75 5.6 11.16
Alluminio 1.1 2.77 5.63
PP/EPDM T10 3.2 3.21 3.37
PPO/PA 3.2 3.35 3.52
PC/PBT 3.2 3.72 3.9
Nota simboli: PP polipropilene, PPO polifenilenetere, EPDM polietilene-propilene PA poliammide, PC policarbonato, PBT polibutilentereftalato
Esempio 3 - Materiale per Paraurti d’Auto - Progettazione
Attilio Citterio
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Alluminio Acciaio PC/PBT PP/EPDM PPO/PA
[MJ/
2 Pa
raur
ti]
Alternative Costruttive dei Paraurti
Carbone Gas naturale
Petrolio grezzo Petrolio peci
Uranio (U) naturale Energia primaria idroelettrica
Richiesta Primaria di Energia per la Produzione di Paraurti
Attilio Citterio
0
20
40
60
80
100
120
Alluminio Acciaio PC/PBT PP/EPDM PPO/PA
GW
P [k
g C
O2 e
quiv
]
Operatività Combustibile Trasformazione Materiale
La fase d’uso è dominante; un “design” leggero è vantaggioso I profili del materiale sono decisivi (Al, PPO/PA) La qualità dei dati dai profili del materiale sono importanti (PPO/PA)
Valutazione dell’Impatto - GWP I
Attilio Citterio
0,00E+00
2,00E+01
4,00E+01
6,00E+01
8,00E+01
1,00E+02
1,20E+02
GW
P [k
g C
O2
equi
v.]
Alluminio Acciaio PC/PBT PP/EPDM PPO/PA
Altri Metano (CH4) Anidride Carbonica (CO2)
CO2 è l’emissione dominante PPO/PA è dominato dall’emissione di N2O dal PA
Valutazione dell’Impatto - Emissioni
Attilio Citterio
Alluminio Acciaio PC/PBT PP/ EPDM
PPO/PA
energia 1290 1120 1060 810 1080
risorse 15 25 18 14 21
acqua 36 27 22 17 25
GWP 104 105 83 62 115
ODP 1 0.1 0.4 0.2 1.2
AP 28 19 20 16 20
EP 4.4 4.2 3.9 3.5 7.2
POCP 6.7 9.2 8.7 8 9.1
Aria Htoss. 3.8 3.7 2.5 1.9 2.5
Acqua Htoss. 0.66 0,92 0.99 0.62 0.74
Eco toss. 2.9 3.4 2.7 1.9 2.4
reflui 3.7 1.2 1 0.25 0.25
Studio Paraurti - Valutazione Impatto - totale
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Risultati Ambientali - totale
Alluminio Acciaio PC/ PBT PP/ EPDM PPO/PA
punteggio 168,5 164,2 234,9 322,3 183,0
risultato 48,1% 46,9% 67,1% 92,1% 52,3%
ordine 4 5 2 1 3
• PP/EPDM sembra di gran lunga essere il design più favorevole. • PC/PBT segue a significativa distanza. • PPO/PA, Alluminio e Acciaio non sono competitivi per questo design.
Attilio Citterio
Alluminio Acciaio PC/ PBT PP/ EPDM PPO PA
Reflui Ecotos. Acqua Htoss. Aria Htoss POCP EP AP ODP GWP Acqua Risorse Energia
I risultati pesati sono stati invertiti per evidenziare il carico ambientale.
Studio Paraurti - Risultati Pesati
Attilio Citterio
Materiale Acciaio Alluminio PP/ EPDM PPO/ PA PC/ PBT
Punteggio 7,09 4,53 7,05 5,76 4,74
Contributo 70,9% 45,3% 70,5% 57,6% 47,4%
Ordine 1 5 1 3 4
• PP/EPDM e acciaio sono economicamente più validi. • PPO/PA sta per diventare competitivo. • PC/PBT non è ancora in un’area competitiva. • L’alluminio è la soluzione meno favorevole.
Studio Paraurti - Caratterizzazione Economica
Attilio Citterio
Design Acciaio Alluminio PP/ EPDM PPO/ PA PC/ PBT
Punteggio 7,23 5,18 7,94 7,19 6,91
Contributo 72,3% 51,8% 79,4% 71,9% 69,1%
Ordine 2 5 1 2 3
• PP/EPDM è il design tecnicamente più favorevole. • Acciaio e PPO/PA seguono da vicino. • PC/PBT presentano alcuni svantaggi tecnici. • L’alluminio è la soluzione meno favorevole.
Studio Paraurti - Caratterizzazione Tecnica
Attilio Citterio
Studio Paraurti - Valutazione Complessiva
Acciaio Allum.PP/
EPDMPPO/ PA
PC/ PBT
tecnica 7.2 5.2 7.9 7.2 6.9economica 7.1 4.5 7.0 5.8 4.8ambientale 4.7 4.8 9.2 4.7 6.7
• PP/EPDM è la soluzione più favorevole. • L’alluminio è il design peggiore. • L’acciaio è competitivo. • PPO/PA e PC/PBT non sono ancora competitivi.
Attilio Citterio
4
6
8
10
6
8
10
6 8 10
1= cattivo 10= molto buono
Punteggio Tecnico
Punteggio Economico
Punteggio Ambientale
Ottimo
Acciaio
Alluminio
PP/EPDM
PC/PBT
2
2
PPO/PA
4 2
4
• L’acciaio ha vantaggi economici, ma grossi svantaggi ambientali ed è tecnicamente valido.
• L’alluminio non è attraente da nessun punto di vista.
• PP/EPDM è la soluzione per tutte le dimensioni.
• PC/PBT è tecnicamente e ambientalmente valido, ma ha svantaggi economici.
• PPO/PA è tecnicamente buono, ma ha svantaggi ambientali ed economici.
• La scelta del materiale è difficile e dipende dal design.
• Si può migliorare molto.
Studio Paraurti - Valutazione Complessiva
Attilio Citterio
Diagramma di Flusso (inventario) per l’Industria della Stampa
coating
Glue &Trim Packaging
IDstribution/retail
Use Waste disp.
Recycling
Print Press
coating paper
Printing ink
HEAT Natural gas
electricity
electricity
Cardboard (packaging)
Recycled paper
Waste paper to landfill
Attilio Citterio
Indicatori per l’Industria della Carta Stampata
Indicatore, per peso prodotto Materiali Uso materiali Materiali non rinnovabili Materiali Pericolosi Carta da stampa, totale Carta da stampa, non Swan Energia Consumi di energia Energia non-rinnovabile Trasporti Trasporti totali Trasporti (diesel) Rifiuti Scarti, totale discariche Rifiuti pericolosi Emissioni VOC (interni) VOC (prod/transp. Energia) Anidride carbonica
Unità kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kWh/ ton kWh/ ton tonkm/ ton tonkm/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton kg/ ton
Intervallo 1130–1390 0.498–12.7 0–0.529 1110–1370 0–1370 520–550 130–330 200–960 18–880 127–422 0–6.32 1.13–9.44 0.17–0.45 0.034–0.099 33–55
Attilio Citterio
Significato Ambientale Relativo nel ciclo di vita della carta stampata
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Attilio Citterio
Risultati del LCI − Sunto degli ingressi in kg/unità funzionale
0 50 100
4 - Esempio di stampa - scenario 3
3 - Esempio di stampa - scenario 2
2 - Esempio di stampa - scenario 1
1 - Esempio di stampa - scenario 0
0 - attuale 1 - nuova stampa 2 - nuova distribuz. 3 - velocità riciclo
Attilio Citterio
Risultati LCI − Sunto degli scarti in kg/unità funzionale
0 20 40 60 80 100
Discariche (m3)
Uscite aperte (x 10)
rifiuti solidi
Oli (x1000)
Acqua mix (x10)
Acqua n.s. (x10)
Acqua org.(x100)
Acqua n.m.
Metalli (acqua)
acqua us.(x0.1)
Tossici
TSP(x1000)
metalli aria(x1000)
VOC
altri aria(x1000)
alogenuri(x100)
NH3(xe4)
SO2(x10)
NOx
CO2
CO(x10)
4 - Esempio di stampa - scenario 3
3 - Esempio di stampa - scenario 2
2 - Esempio di stampa - scenario 1
1 - Esempio di stampa - scenario 0
Attilio Citterio
Valutazione dell’Impatto - confronti degli scenari
0 5 10 15
Discariche (m3 x 10)
Diminuz.Risorse(/anni x10)
Gas serra(Kg CO2x0.1)
Acidific.(Kg SO2)
Ecotossicità(m3x100)
Eutrofiz(Kg PO4x100)
Tossicitàumana(Kg/Kg 0.1)
Diniz. Ozono(CFC)
Smog (Kgx10)
4 - Esempio di stampa - scenario 3
3 - Esempio di stampa - scenario 2
2 - Esempio di stampa - scenario 1
1 - Esempio di stampa - scenario 0
Attilio Citterio
Inchiostro di Soia
Introdotto nel 1987 è entrato nell’industria dei giornali e nel commercio. E’ composto da olio di soia anziché petrolio.
• L’agricoltura della soia costituisce meno dell’1 % dell’energia insita nel ciclo di vita di questo olio.
• Le peci da tallolio (38 %) sono sostituibili con derivati dell’olio di soia
• L’energia impiegata nel ciclo di vita è ancora per lo più a partire dal petrolio ma si stanno verificando fonti alternative.
Coltivazione soia Pasta
di legno
Altro
Generazione di elettricità
stampa
Peci di tallolio
Attilio Citterio
Criterio Ecologico e Marchi Ecologici
• E’ un requisito che deve essere rispettato da un prodotto o da un produttore per dimostrare che quel dato prodotto o processo produttivo ha un impatto ambientale ridotto rispetto a un prodotto o processo che svolga la stessa funzione.
• Ad esempio, il Comitato dell’Unione Europea per il Marchio Ecologico (CUEME) fissa i criteri ecologici a cui si deve conformare un prodotto per ottenere l’Ecolabel.
• Allo stesso modo, le pubbliche amministrazioni possono inserire dei criteri ecologici nei propri bandi di gara per orientare le proprie scelte verso l’acquisto di prodotti/servizi a impatto ambientale ridotto.
Attilio Citterio
Marchi Ambientali (Eco-labeling)
• Sono etichette applicate direttamente su un prodotto o su un servizio che forniscono informazioni sulla sua “performance” ambientale complessiva, o su uno o più aspetti ambientali specifici.
• Le etichette ecologiche in commercio sono oggi molto numerose ed i sistemi di etichettatura sono suddivisi in: TIPO I: Marchi Volontari verificati da organismi indipendenti, attribuiti ai
prodotti che soddisfano i criteri corrispondenti alle migliori prestazioni ambientali all’interno di ciascun particolare gruppo di prodotti.
TIPO II: Marchi auto-dichiarati usati dai produttori per indicare gli aspetti ambientali di un prodotto o servizio. I marchi possono avere la forma di affermazioni, simboli o grafici sul prodotto o etichetti di confezioni, letteratura sul prodotto, avvisi o simili.
TIPO III: Marchi licenziati da organizzazioni indipendenti, usabili come certificati di accompagnamento e recanti informazioni sul possibile impatto ambientale di un prodotto, lasciando al consumatore decidere quale prodotto è migliore. Anche noto come Environmental Product Declaration.
Attilio Citterio
Etichettature Obbligatorie
• Le etichettature obbligatorie in U.E. si applicano in diversi settori e vincolano i produttori utilizzatori, distributori e le altri parti in causa ad attenersi alle prescrizioni legislative.
• Questa tipologia di etichettatura “command and control” contribuisce molto al raggiungimento di alcuni fondamentali obiettivi ambientali fissati a livello europeo e nazionale, tanto che in alcuni casi rappresenta un forte stimolo per le imprese all’attivazione di iniziative ambientali volontarie (accordi di programma, EMAS)
• Le etichettature obbligatorie si applicano principalmente ai seguenti gruppi di prodotti:
Sostanze tossiche e pericolose (direttiva 93/21/EEC) Elettrodomestici - Energy Label (direttiva 92/75/CEE) Prodotti alimentari Imballaggi - Packaging Label Elettricità da fonti rinnovabili – Certificati Verdi
Attilio Citterio
Etichettature Volontarie
ISO Tipo I – ISO 14024, 1999 Etichetta basata su un sistema a criteri multipli che considera l’intero ciclo di vita del prodotto, certificata e gestita da una terza parte indipendente. Indica le migliori prestazioni ambientali di un prodotto appartenente a delle categorie particolari. L’Ecolabel rientra in questa categoria.
Tra le etichette ambientali di prodotto ci sono alcuni marchi nazionali da lungo tempo sul mercato. Tipici sono i marchi per i prodotti dell’agricoltura
Blauer Engel: Germania dal 1978
White Swan: dal 1989 in Danimarca, Svezia, Finlandia e Islanda
Green Seal: Stati Uniti.
Umweltzeichen: Austria dal 1991
NF Environnement: Francia dal 1992
Energy Star: Stati Uniti.
Attilio Citterio
Marchi Ambientali dei Prodotti
• Un marchio ambientale (per es. "ecolabel") può essere considerato ”garanzia" per prodotti ambientalmente compatibili ed è attraente a scopi commerciali.
• L’obiettivo generale degli schemi di marchi ambientali nazionale e sopra-nazionali è di fornire prodotti con minor impatti ambientali trasparenti per il consumatore. Il successo di uno schema di marchi ambientali è così in certo modo dipendente dal numero di classi di prodotti con tale marchio.
• Il marchio EU Ecolabel (”Il fiore”) Le norme EU (Norma Commissione No 882/92) cerca di Promuovere la progettazione, produzione, commercializzazione ed uso di
prodotti aventi ridotto impatto ambientale nell’intero ciclo di vita Fornire ai consumatori migliore informazione sull’impatto ambientale di
prodotti, senza, però, compromettere prodotti o salute dei lavoratori e alterare significativamente le proprietà che li rendono adatti all’uso.
Attilio Citterio
Normativa ISO 14000
Benefici: Migliorare la prestazione ambientale Ridurre i costi Stabilire un solo standard di sistema e di processo nella
direzione • Integrare con altri sistemi di gestione • Aumentare la credibilità verso il pubblico • Competitività • Migliorare le relazioni con le Agenzie di Controllo
Attilio Citterio
Il pacchetto di Norme ISO 14000 sulla Valutazione del Ciclo di Vita
ISO 14001 – Sistemi di Gestione Ambientale – Descrizione con guida per l’Uso ISO14004 – Sistemi di Gestione Ambientale – Guide generali sui principi, sistemi e tecniche di supporto ISO 14010/11/12 – Sostituite dalle norme ISO 19011 – Guide per la qualità e/o per le verifiche EMS ISO 14015 – Gestione Ambientale – Valutazione ambientale dei siti e delle organizzazioni ISO 14020 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Principi generali ISO 14021 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Autocertificazione ambientale (etichettatura ambientale Tipo II) ISO 14024 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Etichettatura ambientale Tipo I – Principi e procedure (etichettatura di prodotti) ISO TR 14025 – Marchi e dichiarazioni ambientali – Dichiarazione ambientale Tipo 111 ISO 14031 – Gestione Ambientale – Valutazione della efficienza ambientale – Linee guida ISO 14032 – Gestione Ambientale – Valutazione dell’efficienza ambientale – Esempi illustrativi dell’uso della ISO 14031 ISO 14040 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita - Principi e Struttura ISO 14041 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Definizione degli obiettivi e dell’ambito e analisi degli inventari ISO 14042 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Valutazione dell’impatto del ciclo di vita ISO 14043 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Interpretazione del ciclo di vita ISO TR 14047 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Esempi di applicazione della ISO 14042 ISO 14048 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Formato dei dati per la documentazione della valutazione del ciclo di vita ISO TR 14049 – Gestione Ambientale – Valutazione del ciclo di vita – Esempi di Applicazione della ISO 14041 alla definizione di obiettivi ed ambiti
ed analisi degli inventari ISO 14050 – Gestione Ambientale – glossario ISO 14060 – Guida per l’inclusione degli Aspetti Ambientali negli Standard di Prodotto ISO TR 14061 – Informazioni per assistere le organizzazioni estere nell’uso degli standard ISO 14001 e ISO 14004 del Sistema di Gestione
Ambientale ISO TR 14062 – Gestione Ambientale – Linee guida per integrare gli aspetti ambientali nello sviluppo di prodotto ISO 14063 – Gestione Ambientale – Comunicazioni Ambientali – Linee guida e esempi ISO 14064 – Linee guida per Misurare, Rendicontare e Verificare l’entità e il livello prefissato di Emissioni di Gas Serra ISO-14065 – Guida al rispetto dei programmi nazionale e internazionali
Attilio Citterio
Standard orientati a Sistemi e orientati ai prodotti nell’ambito della famiglia ISO 14000
Anno Standard Published 1997 ISO 14040: LCA: Principles and Framework 1998 ISO 14041: LCA: Goal and Scope 2000 ISO 14042: LCA: Impact Assessment 2000 ISO 14043: LCA: Interpretation 2001 ISO 14020: Labels General Principles 2004 CEN TC350 Standardisation Mandate issued 2006 ISO 14025: Labels: Type 3 EPDs 2006 ISO 14040: LCA Principles and Framework updated 2006 ISO 14044: LCA: Requirements and Guidelines updated 2007 ISO 21930: EPDs for Construction Products 2010 CEN TR 15941: Generic Data 2010 EN 15643-1: General Framework 2011 EN 15643-2: Environmental Framework 2011 EN 15878: Building level Calculation methods 2011 EN 15942: EPD B2B Communication Formats 2012 EN 15643-3: Social Framework 2012 EN 15643-4: Economic Framework 2012 EN 15804 Core Rules for the Product Category Construction Products
Attilio Citterio
Valutazione della Prestazione Ambientale
(EPE)
ISO 14031 – Guida alla Valutazione della Prestazione
Ambientale
Auditing Ambientale (EA) 14010 – Linee guida per l’Auditing
ambientale – Principi Generali 14011-1 – Linee guida per l’Auditing
Ambientale – procedure di Audit - Parte 1: Auditing dei sistemi di gestione ambientale
14012 Linee guida per l’Auditing Ambientale – Criteri di Qualificazione per gli Auditors
Mezzi di Auditing e Valutazione
ISO 14001 – Sistemi di Gestione Ambientale (EMS)
Specifiche con Guida per
l’Uso
ISO 14004 - Sistemi di Gestione Ambientale
(EMS)
Linee guida Generali sui principi dei sistemi e delle
tecniche di supporto
Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) 14040 – Valutazione del Ciclo di Vita - Principi Generali e
Prassi 14041- Valutazione del Ciclo di Vita – Analisi degli
Inventari del Ciclo di Vita 14042 - Valutazione del Ciclo di Vita – Valutazione
dell’Impatto del Ciclo di Vita 14043 - Valutazione del Ciclo di Vita - Stima dei
miglioramenti nel Ciclo di Vita
Etichettatura Ambientale (EL) 14020 – Etichettatura Ambientale – Principi di base per
tutte le Etichettature Ambientali 14021 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni
Affermazioni Ambientali – Termini e Definizioni 14022 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni
Affermazioni Ambientali – Simboli 14023 - Etichettatura Ambientale - Auto-certificazioni
Affermazioni Ambientali – Metodologie di Test e di Verifica
14024 - Etichettatura Ambientale - Principi Guida, Prassi e Criteri per i Programmi di Certificazione - Guida alle Procedure di Certificazione
Sistemi di Gestione Mezzi di Supporto rivolti al Prodotto
Percorso della ISO 14000 (iniziale)
Attilio Citterio
Percorso ISO 14000 (attuale)
Plan
Do Check
Act
Do
Prioritizing environmental
aspects
ISO 14040 Series Life cycle assessment
ISO 14062 Design for environment
Improvement of environmental performance of products
Description of environmental performance of products
Information about environmental aspects of products
ISO 14020 Series Environmental labels
and declarations
ISO 14063 Environmental
communications
Communication on environmental performance
ISO 14030 Series Environmental
performance evaluation
Description of environmental performance of organization
ISO 19011 Environmental
management systems auditing
Information about the performance of the environmental Management system
ISO 14064 Series Gas emissions
ISO 14065 Validation
Compliance with Kyoto Protocol
Monitoring system
performance
Monitoring system
performance
Communicating environmental performance
Integration of environmental
aspects in design and
development
Compliance of national and international
protocols and programs
Attilio Citterio
Sistemi di Gestione Ambientale (EMS)
Un EMS è la parte dell’insieme del sistema di gestione che include la struttura organizzativa, le attività di progettazione, le responsabilità, l’esercizio, le
procedure, i processi e le risorse per lo sviluppo, miglioramento, acquisizione, revisione e mantenimento della politica ambientale. Esempi chiave includono
ISO 14001 e EMAS.
Gli EMS si usano per:
Aiutare le aziende ad identificare e dare priorità ai loro impatti ambientali chiave in modo strutturato e sistematico
Fornire un contesto per definire chiari obiettivi e risultati per gestire questi impatti
Assicurare che processi e procedure strutturate sono attivate per misurare e monitorare le prestazioni
Il tipo di EMS dipende dalla natura, dimensione e complessità delle attività dell’azienda, dai prodotti e servizi interessati.
Attilio Citterio
Sistemi di Gestione Ambientale ISO 14001 : Il Contesto
Agire
Controllare
Fare continuo
miglioramento
Pianificare
Attilio Citterio
Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001
Agire
Controllare
Fare
Pianificare • Identificare gli aspetti e gli impatti, pericoli e rischi • Documentare norme e altri requisiti • Formulare obiettivi e targets misurabili • Programmare la politica e la gestione
continuo miglioramento
Attilio Citterio
Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001
Agire
Controllare
Pianificare
Fare Struttura e responsabilità Addestramento, consapevolezza e
competenza Comunicazione Documentazione EMS Controllo documenti Controllo operativo Emergenza attivazione e risposta
continuo miglioramento
Attilio Citterio
Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001
Agire
Controllare Monitorare, misurare e revisionare le prestazioni Mantenere gli archivi Temporizzare, pianificare e condurre il monitoraggio Non-conformità e azioni correttive
Fare
Pianificare
continuo miglioramento
Attilio Citterio
Sistema di Gestione Ambientale ISO 14001
Controllare
Fare
Pianificare
Agire Migliorare le azioni correttive Registrare i miglioramenti Recensire la gestione
continuo miglioramento
Attilio Citterio
Produzione più Pulita (Cleaner Production – CP)
“L’applicazione continua di una strategia ambientale integrata e preventiva applicata a processi, prodotti e servizi. Essa comprende l’uso più efficiente delle risorse naturali e perciò minimizza gli scarti e l’inquinamento come anche i rischi per la salute umana e la sicurezza.”
UNEP
• La CP promuove lo spostamento del punto di vista da un approccio correttivo a uno preventivo
• Mira a realizzare una combinazione di risparmi economici e di miglioramenti ambientali
• La CP affronta alla radice le cause dei problemi piuttosto che i loro effetti. • La CP vuole ridurre l’impiego delle risorse naturali per unità di produzione, la
quantità di inquinanti generati e il loro impatto ambientale disaccoppiando la produzione dagli impatti ambientali
• Allo stesso tempo, essa propone prodotti e processi alternativi finanziariamente più attraenti.
Attilio Citterio
Strategia di Produzione più Pulita (CP)
Per i processi di produzione, la CP include Uso più efficiente delle materie prime, acqua e energia Eliminazione di materiali tossici o pericolosi in ingresso al processo Minimizzazione del volume e tossicità di tutte le emissioni e degli scarti
Per i prodotti, la CP si focalizza su Riduzione degli impatti tramite il ciclo di vita del prodotto. Adattare progettazione, ingresso di materie prime, produzione, uso e
smaltimento
Per servizi, la CP implica Strategia ambientale preventiva nel progettare e fornire servizi
Attilio Citterio
Migliorare un Programma di Gestione CP
STADIO 1: PROGRAMMAZIONE Compiti della gestione Preparazione linee politiche Stabilire il gruppo di lavoro Definire il capo progetto
STADIO 2: ANALISI PRELIMINARI Valutare i flussi in uscita Ottenere rapporti sulle normative Fare sopraluoghi ed ispezioni Preparare un piano di programma Sviluppare la tempistica con tappe
STADIO 3: VALUTAZIONE DETTAGLIATA Rivedere dati e siti Raccogliere dati d’ingresso e uscita Preparare bilanci di materie e energia Definire le opzioni CP
STADIO 6: MONIT. PROGRESSI Tracciare scarti, uso di materiali,
risparmi Documentare risultati e guadagni
STADIO 5: MIGLIORAMENTI Pianificare e definire tempi Implementare opzioni CP scelte
STADIO 4: ANALISI FATTIBILITA’ Ordinare varie opzioni tecniche Analisi tecnica Analisi ambientale Analisi economica Scegliere le opzioni più valide Preparare un riassunto
Attilio Citterio
Aree di Gestione della CP
CP copre 3 aree di gestione ambientale
Prevenzione dell’inquinamento (P2) Riduzione nell’uso di sostanze tossiche (TUR) Progettazione per l’ambiente (DfE)
Cleaner Production
Assessment
Integrare Analizzare
Migliorare
time
* rid
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Fonte: Van Berkel, Willema, & Lafleur, 1997
Attilio Citterio
Dichiarazione di Impatto Ambientale
Definizione Un EIS è un rapporto che traccia i potenziali effetti ambientali derivanti dal
compimento di una azione proposta Finalità
Presentare le conclusione della EAI a politici, autorità che stabiliscono norme e comunità in modo che si possono prevenire delle conseguenze ambientali
Include • L’impatto ambientale dell’azione proposta • Gli impatti ambientali sfavorevoli che non si possono evitare • Le alternative alle azioni proposte • La relazione tra uso a tempi brevi e il mantenimento/miglioramento della
produttività a lungo termine • Ogni bando irreversibile e irrecuperabile di risorse
Attilio Citterio
Approcci Politici
In base al grado di intervento, e nell’intento di cercare di minimizzare il costo dell’attività economica e della degradazione dell’ambiente, i governi possono assumere tre diversi approcci: Normative
• Di natura amministrativa fissa • Complesse e costose • Basate sulla costrizione • Conseguenze non volute (p.es. Mercato nero dei CFC in alcuni paesi) • Favorite in passato, ora meno popolari a causa dei costi richiesti nel controllo e
le difficoltà nell’applicarle Incentivi economici o soluzioni basate sul mercato
• Variazione nei prezzi relativi per influenzare le modalità di uso delle risorse: Il prezzo di un bene o servizio deve includere tutte le esternalità ed I costi ambientali
Bando di una sostanza • Il caso della Diossina e dei CFC (considerati troppo pericolosi per essere
consentiti nella comunità)
Attilio Citterio
Altri Approcci Politici
Basati sull’effetto desiderato su produttori e consumatori 1) Programmi Volontari
– Approccio comune – Successo limitato – Il più riuscito: “Responsible Care”
2) Controllo diretto, riferito a normative, imposizioni e pene – Scarsamente imposto (votato in 12 paesi - (2000))
3) Strumenti economici e tasse – Il più efficace – Misure economiche: permessi negoziabili, tasse da inquinamento – Strumenti economici: schemi di sussidi e rimborso del deposito,
compensazione con biomasse (sequestro del carbonio per piantumazione di foreste)
Attilio Citterio
Programmi Software per la LCA
1. ECO-it 1.0 PRé Consulting http://www.pre.nl/eco-it.html 2. EcoManager 1.0 Franklin Associates, Ltd.
http://www.fal.com/software/ecoman.html 3. EcoPro 1.5 EMPA http://www.sinum.com/ 4. GaBi 3.0 IPTS http://www.pe-product.de/englisch/main/software.htm 5. IDEMAT Delft Univ. of Technology
http://www.io.tudelft.nl/research/mpo/idemat/idemat.htm 6. LCAD Battelle/DOE http://www.estd.battelle.org/sehsm/lca/LCAdvantage.html 7. LCAiT 2.0 CIT EkoLogik http://www.ekologik.cit.chalmers.se/lcait.htm 8. REPAQ 2.0 Franklin Associates, Ltd. http://www.fal.com/software/repaq.html 9. SimaPro 4 PRé Consulting http://www.pre.nl/simapro.html 10. TEAM 2.0 Ecobalance
http://www.ecobalance.com/software/team/team_ovr.htm 11. Umberto 3.0 IFEU http://www.ifu.com/software/umberto-e/ 12. BEES 3.0 http://www.nist.gov http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/datasetDownload.xhtml ……………………….
Attilio Citterio
Giornali Scientifici sull’LCA
International Journal of Life Cycle Assessment Journal of Industrial Ecology Journal of Cleaner Production Integrated Environmental Assessment and Management Progress in Industrial Ecology
ISO Standards 14040 & 14044 (2006) U.S. EPA (2006) Life Cycle Assessment Principles & Practice EPA/600/R-06/060 Curran, M.A. (ed.) (1996) Environmental Life Cycle Assessment. McGraw-Hill, New York Baumann & Tillman (2004) The Hitch Hiker's Guide to LCA: An Orientation in Life Cycle Assessment Methodology and Application Heijungs R, et al (1992) Environmental Life Cycle Assessment of Products. Vol. I: Guide, and Vol. II: Backgrounds, Center for Envir. Studies, Leiden University International Journal of Life Cycle Assessment; Journal of Cleaner Production; Journal of Industrial Ecology